拉伸试验机参数设定对铝合金试验结果的影响
来源:优游平台总代注册 发布时间:2025-11-15 09:27:20
时,弹性变形符合胡克定律,直线的斜率恒定,能 得到真实准确的试验数据;而末段中包含了非比例 弹性,导致试验数据偏大。为保证拉伸试验数据的 准确性,必须合理地选取弹性模量的直线段,建议 起始点约为 10 %的 Rp0.2处,结束点约为 50 %的 Rp0.2 处。
试验用拉伸试样均在同一批次的挤压型材上、 在同一取样位置处沿挤压方向采用冷剪切方式切 取,并按照国标 GB/T 16865-2013 中尺寸要求加工 成标准的定标距矩形试样。尺寸公差控制在允许范 围内,同时保证试样平行段处无缺口、刀痕、毛刺 等缺陷,矩形试样尺寸见图 1。使用千分尺测量矩 形试样的原始厚度和平行段的原始宽度,分别在试 样平行段的 1/4、1/2 和 3/4 处测量,取 3 处测量值的 平均值,以保证拉伸试验结果只受试验控制参数的 影响。
拉伸试样,在不同试验速率下进行拉伸试验。在试 验第一阶段即测定屈服强度 Rp0.2之前,采用应力速 率控制。为确保试样达到屈服点,在引伸计标距增 加 0.7 mm 后 , 卸 载 引 伸 计 , 转 换 为 横 梁 位 移 速 率。不同试验速率下的合金试验结果见表 1 和表 2。
100 kN 电子万能试验机,最大试验载荷为 100 kN, 载荷测量精度为 0.5 级,试验速度范围为 0.0005~ 1 000 mm/min,采用试验机自带的 TRAPEZIUM X 软件做试验参数设定和数据处理。 1.2 试样制备
基金项目:辽宁省科技厅科学技术创新领军人才项目 (XLYC1802055)。 作者简介:李恩波 (1987-),男,辽宁鞍山人,工程师,主要是做铝及铝合金物理性能检验工作。 收稿日期:2021-03-09
对于同一条拉伸性能曲线,弹性直线段起始点 和结束点选不一样得到的规定塑性延伸强度、最大 力塑性延伸率和断后伸长率的数值会有差别。从表 3 中能够准确的看出,两点设定在弹性变形初始时,会使 Rp0.2 偏低;设定在中间段时,Rp0.2 增加了 0.4 MPa, 而 Ag和 A 基本没有变化;设定在弹性变形末尾时, Rp0.2偏高了 1 MPa,而 Ag和 A 偏小了 0.2 %,可见弹 性段的起始点和结束点的选择对 Rp0.2 的影响较大。 这是由于在弹性变形初始阶段中,因受各种各样的因素的 影响,不能真实地反应出试样的性能;在弹性中段
电子拉伸机是物理运动技术与现代电子技术相 结合的大型精密测试仪器,在拉伸试验前,可以通 过预设试验参数来实现整个拉伸过程的控制,从而 得到拉伸试验相关的力学性能指标。设置控制参数 的选择,对试验结果的准确性很重要。本文分析 了试验速率、弹性模量、断裂检测点以及引伸计等 参数的设定对拉伸试验结果的影响,并指出其影响 机理,给出了正确的选择。
图 2 为 6005A-T6 状态、7 mm 厚的铝合金拉伸 试样采用全程引伸计办法来进行拉伸试验所得到的应 力-应变曲线图。在曲线的弹性直线段上设置两个 点,然后 TRAPEZIUM X 软件自动采用两点之间的 全部数据,通过最小二乘法拟合出弹性模量斜率直 线。规定塑性延伸强度 Rp0.2定义为试样的塑性延伸 率达到规定引伸计标距 0.2%时对应的应力,即在 X 轴 上 引 伸 计 标 距 乘 以 0.2 % 处 (例 如 50 mm × 0.2 % =0.1 mm), 做 一 条 与 弹 性 直 线 段 平 行 的 直 线,此直线与应力应变曲线的交点对应的应力,即 为 Rp0.2。从最大载荷点做与弹性直线段平行的直 线,在 X 轴上得到的引伸计标距残余伸长与引伸计 标距的比值,即为最大力塑性延伸率 Ag。断后伸长 率 A 为试样断裂后标距的残余伸长与原始标距之比 的百分率。这个值可以从引伸计的信号测得,即在 曲线的断裂点处做与弹性直线段平行的直线,在 X 轴上得到的交点即为 A,这个数据需要指定断裂点 与弹性模量。
随着社会经济的持续发展,新材料的不断出 现,工业上对材料的品种和数量需求持续不断的增加,对 材料的力学性能要求也慢慢变得高[1-2]。拉伸试验是研 究铝合金力学性能最常见、最重要的试验方法之 一,通过拉伸试验可以测定铝合金最基本的力学性 能指标,如弹性、强度、塑性、应变硬化及韧性等 性能指标[3-6]。试验所得到的力学性能数据不但可以 作为评定铝合金材料和优化工艺的依据,还对新合 金的研发和设计具有非常好的参考应用价值[7-8]。
性变差,甚至会出现空洞裂纹等,抑制了合金中的易 滑移阶段的产生和发展,塑性变形没有充分进行, 故随着横梁位移速率的增加,合金的断后伸长率下 降。 2.2 弹性模量选择的影响
由 表 1 和 表 2 可 知 , 试 验 速 率 对 6063- T6 和 6063-T4 两种合金的强度和断后伸长率试验数据都 有影响,尤其对屈服强度的影响较大,而对弹性模 量没有较大影响,这种影响的程度因合金状态的不 同而有不同。在室温拉伸条件下,试验速率对两种 状态合金都有相同的影响趋势,即随着试验速率的
摘要:通过对拉伸试验机的不同参数设定 (包括拉伸试验速率、弹性模量直线段的选择、断裂点检测的判定和引伸计的规 格等) 研究了其对铝合金拉伸试验结果的影响。实验根据结果得出,软件设定的试验速率增大,合金的强度增加,断后伸长率 减小,弹性模量基本没变化;且随着试验速率的变化屈服强度比抗拉强度的变化越来越明显,塑性大的合金对试验速度的敏 感性大。弹性直线段的起始点和结束点的参数设定对合金的弹性模量、最大力塑性延伸率和引伸计反馈的断后伸长率有影 响。不同方式的断裂检测点的判定同样对引伸计反馈的断后伸长率有影响,为了能够更好的保证试验数据具有可比性,一般以手动测
量的断后伸长率为试验对比数据;在切换不同引伸计时,必须设定正确的引伸计参数,否则将影响拉伸试验数据的真实性
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