专利名称：一种测量非平面结构材料屈服强度的方法
技术领域：
本发明涉材料试验技术领域，尤其涉及一种测量非平面结构材料屈服强度的方法。
背景技术：
材料的屈服强度(如Rta5)是表征材料力学性能最重要的指标之一。对非平面结构材料(例如钢管)，在拉伸试样准备中，要将试样通过缓慢加载进行展平，这样得到的试样不可能呈理想的平面。在进行试验时，装夹引伸记后，按常规拉伸试验方法操作，得到应 变-载荷曲线测量如图I所示。曲线中的起始段(类似于图2中的a段)，因为试样没有完全展平(呈一定程度的弯曲)，所以施加较小载荷下，即产生了较大的应变。此时，如果以直接得到的拉伸曲线(O点为坐标原点的曲线)，测量计算标距范围产生标距长度O. 5%应变对应的载荷确定为材料的屈服载荷Pta5，显然这样测量得到的屈服载荷Pt。.5(相应的屈服强度Rta5)往往较低。为避免出现这种情况，实际操作中，操作人员往往在进行拉伸试验时，先对试样施加一定的预载荷(将试样拉直、甚至拉直后再加了一定的载荷)，然后再装夹引伸记(此时才将引伸计置零位，应变为O时，载荷已有一定的数值)，这样得到的拉伸曲线相当于将坐标原点从O点平移到O”点,得到了坐标原点为O”点的曲线,这样测量计算标距范围产生标距长度O. 5%应变对应的载荷确定为材料的屈服载荷P”ta5，显然这样测量得到的屈服载荷P”ta5(相应的屈服强度R”to.5)往往较高。另外，这种操作因为没有明确给定出预载荷的数值、程度，这样测得材料的屈服强度R”ta5会受不同操作人员操作习惯的影响，实际得到的数值可能成了标距范围产生标距长度大于O. 5%应变对应的应力值，而非想要的Rta5。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型的测量非平面结构材料屈服强度的方法，解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下一种测量非平面结构材料屈服强度的方法，包括如下步骤第一步，制作拉伸试样并装夹于拉伸试验机，将引伸记装夹于所述拉伸试样并将所述引伸计置零位；第二步，对所述拉伸试样直接加载进行拉伸试验，获得完整的拉伸试验曲线，并将所述拉伸试验曲线中的各段标记为受试样弯曲影响较大的起始部分段和受试样弯曲影响较小的后续部分段，所述后续部分段包括比例延伸段；第三步，在所述比例延伸段上选取两点为基点，通过两个所述基点做直线，以所述直线与横坐标的交点作原点，以所述原点为基准在应变轴上向右找取试样标距长度O. 5%的应变点，所述应变点所对应的载荷值即为O. 5%应变对应的条件屈服载荷，根据屈服载荷及试样的尺寸即可测得材料的屈服强度。
在第三步中，在所述比例延伸段上选取的两个所述基点，分别为1/5最大载荷对应点和1/2最大载荷对应点。 所述非平面结构材料为管状材料。所述管状材料为钢管。本发明对不同材料，根据材料的不同属性，在拉伸曲线的比例延伸段(图2中c段)用来做直线的两点，可选取对应最大载荷不同比例的、适当的2点来做直线，确定修正拉伸曲线的原点。本发明的有益效果如下1，本发明能够消除试样不平度对测量材料屈服强度Rta5所带来的影响，能准确的测量出屈服强度Rta5值。 2，本发明最大程度的消除了人为的偶然性对测量结果的影响，能可靠、重复测量出唯一的屈服强度Rta5值。
图I是现有技术中测量屈服强度的示意图；图2本发明中测量屈服强度的示意图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图2所示一种测量非平面结构材料屈服强度的方法，包括如下步骤第一步，对拉伸试样直接加载(不加预载荷)进行拉伸试验，获得完整的拉伸试验曲线；第二步，以拉伸试验曲线上1/5最大载荷对应点和1/2最大载荷对应点这两点拟合确定直线，确认该直线即为拉伸试验曲线的比例延伸段斜率直线；第三步，以所述直线与横坐标的交点作原点，以所述原点为基准在应变轴上向右找取试样标距长度O. 5%的应变点，所述应变点所对应的载荷值即为O. 5%应变对应的条件屈服载荷；第四步，根据屈服载荷及试样的尺寸即可测得材料的条件屈服强度。具体实施时，在将拉伸试样(钢管)加工好后，装夹于拉伸试验机，此时及此前都不允许施加预载荷；将引伸记装夹于拉伸试样并将引伸计置零位；按正常拉伸试验操作方法进行拉伸试验，获得完整拉伸试验曲线，拉伸试验曲线起始部分的a段受试样弯曲影响较大，b段基本不受试样弯曲的影响，c段为拉伸曲线中的比例延伸段。在拉伸曲线的比例延伸段(图2中c段)任取选取1/5最大载荷对应点(图I中A点)与1/2最大载荷对应点(图I中B点)两点做直线，以该直线与横坐标的交点(图I中O’点)作原点；以该原点为基准，在应变轴上向右找取试样标距长度O. 5%的应变点(O. 5% I)，该应变点所对应的载荷值即为O. 5%应变对应的条件屈服载荷(Pta5)，根据屈服载荷及试样的尺寸即可测得材料的屈服强度。
在管道钢管的拉伸试验中，从1/5最大载荷对应点往后，试样弯曲度对拉伸曲线形状的影响已不明显，拉伸曲线已进入比例延伸的直线段。管道钢管材料的屈强比(屈服强度与抗拉强度的比值)很少有小于O. 6的，所以从1/2最大载荷对应点往左，拉伸曲线也位于比例延伸的直线段。此两点位于拉伸曲线的比例延伸段，由此两点做直线确定的拉伸曲线原点是合理的，这样拉伸曲线的原点由后边的过程处理确定，完全避免了试样一定程度的弯曲对原点位置的干扰；也避免了试验人员进行预加载荷等 不规范操作对结果的影响。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种测量非平面结构材料屈服强度的方法，其特征在于，包括如下步骤 第一步，制作拉伸试样并装夹于拉伸试验机，将引伸记装夹于所述拉伸试样并将所述引伸计置零位； 第二步，对所述拉伸试样直接加载进行拉伸试验，获得完整的拉伸试验曲线，并将所述拉伸试验曲线中的各段标记为受试样弯曲影响较大的起始部分段和受试样弯曲影响较小的后续部分段，所述后续部分段包括比例延伸段； 第三步，在所述比例延伸段上选取两点为基点，通过两个所述基点做直线，以所述直线与横坐标的交点作原点，以所述原点为基准在应变轴上向右找取试样标距长度O. 5%的应变点，所述应变点所对应的载荷值即为O. 5%应变对应的条件屈服载荷，根据屈服载荷及试样的尺寸即可测得材料的屈服强度。
2.根据权利要求I所述的测量非平面结构材料屈服强度的方法，其特征在于在第三步中，在所述比例延伸段上选取的两个所述基点，分别为1/5最大载荷对应点和1/2最大载荷对应点。
3.根据权利要求I所述的测量非平面结构材料屈服强度的方法，其特征在于所述非平面结构材料为管状材料。
4.根据权利要求3所述的测量非平面结构材料屈服强度的方法，其特征在于所述管状材料为钢管。
全文摘要
一种测量非平面结构材料屈服强度的方法，第一步制作拉伸试样并装夹于拉伸试验机，将引伸记装夹于拉伸试样并将引伸计置零位；第二步对拉伸试样直接加载进行拉伸试验，获得完整的拉伸试验曲线；第三步在比例延伸段上选取两点为基点，通过两个基点做直线，以直线与横坐标的交点作原点，以原点为基准在应变轴上向右找取试样标距长度0.5％的应变点，应变点所对应的载荷值即为0.5％应变对应的条件屈服载荷，根据屈服载荷及试样的尺寸即可测得材料的屈服强度。本发明能够消除试样不平度对测量材料屈服强度Rt0.5所带来的影响，能准确、可靠、重复测量出唯一的屈服强度Rt0.5值。
文档编号G01N3/06GK102841013SQ20111017227
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者李记科, 吴金辉, 杨红兵, 李云龙, 张鸿博, 王长安, 杨专钊 申请人:北京隆盛泰科石油管科技有限公司