一种对金属材料进行力学性能实验的夹持方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对金属材料进行力学性能实验的夹持方法，属于金属材料力学性能实验技术领域。
【背景技术】
[0002]在对金属材料进行力学性能实验时，常规的做法是将待实验金属材料加工成特定形状的试件。如对棒料进行力学实验时，将棒料加工成中间细，两端粗的试件，试件中间较细部份是实验时获得实验数据的测试段，两端较粗部分作为液压或机械式夹具的夹持段。然后再进行相关的力学性能实验，实验过程中对试件两端加载，记录拉伸直至断裂过程的试样的载荷与位移数据或一定载荷下试件疲劳测试到断裂的次数，通过计算统计得到试件的拉伸或疲劳力学性能数据。对于有些线材也可以采用绕线夹具对钢丝进行测试。但在实际测试一些产品或试件时，由于受到试验对象特征的限制，如线材、板材、棒材或型材产品不能或很难改变产品或试件的尺寸(不易通过机加工加工成标准拉伸试样)，又如对于一些长度较短的线材受长度限制不能采用绕线夹具进行测试。因此在对上述产品或材料进行测试时，液压或机械夹具只能直接夹持在产品或材料上进行实验，夹具的夹头很容易对产品或试件表面造成损伤，在实验过程中，由于夹头的夹持位置表面有损伤，试件往往是在夹头的夹持位置破坏，所以测试结果不能反映材料实际的力学数据，影响实验数据的精准度和可信度，使得实验数据不具备参考价值。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种对金属材料进行力学性能实验的夹持方法，以满足不能或很难改变被测试材料尺寸的试件的夹持需要，解决在进行力学实验时，试件从夹持点断裂的问题。提高实验数据的可靠性。
[0004]本发明的技术方案:
一种对金属材料进行力学性能实验的夹持方法，该方法是针对一些不能或较难改变尺寸的金属棒材、线材、板材、型材等进行力学性能测试时，通过在夹具与试件之间加垫纤维材料防止夹具对试件夹持部位造成损伤，同时采用合适的夹持力使试件夹持部位产生一定程度弹塑性变形，通过产生加工硬化，提高夹持部位强度，在进行拉伸、扭转、弯曲及疲劳性能测试过程中不会在试样夹持部位发生断裂，以确保实验数据的真实可靠性。
[0005]前述夹持方法中，所述力学性能实验包括拉伸性能测试和疲劳性能测试。
[0006]前述夹持方法中，所述疲劳性能测试包括拉拉疲劳性能测试、拉压疲劳性能测试和应变疲劳测试。
[0007]前述夹持方法中，所述合适的夹持力根据实验项目确定，不同的实验项目采用不同的夹持力。
[0008]前述夹持方法中，所述拉伸性能实验时夹具的夹持力为该试件材料非比例压缩应变ε p。为0.01%所对应载荷的10%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力σ pe(l Q1的10%以上。
[0009]前述夹持方法中，所述疲劳性能测试时夹具夹持力是该试件材料非比例压缩应变ε pc为0.01%所对应载荷的20%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力σ ρ。α01的20%以上。
[0010]前述夹持方法中，所述纤维材料垫入的厚度大于线材或棒材直径的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。
[0011]前述夹持方法中，所述纤维材料由多层纤维纸或多层麻布或多层棉布叠加构成；单张纤维纸的厚度小于0.5mm ;单层麻布或棉布的厚度小于1mm。
[0012]前述夹持方法中，所述各层纤维之间设有网状或片状金属或高分子材料。
[0013]与现有技术相比，本发明在不增加任何装置以及对现有夹持装置不进行任何改造的前提下直接进行线材、棒材、板材、型材产品的性能测试，同时不需要将测试对象加工成夹持部位较粗(厚)的标准力学性能试样。夹具的夹持面不与试样直接接触，避免了试件在实验过程中受到夹持损伤无法获得真实实验数据的情况发生。提高实验数据的可信度。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
[0015]一种对金属材料进行力学性能实验的夹持方法，所述力学性能实验包括拉伸性能测试和疲劳性能测试。疲劳性能测试包括拉拉疲劳性能测试、拉压疲劳性能测试和应变疲劳测试。该方法是针对一些不能或较难改变尺寸的金属棒材、线材、板材、型材等进行力学性能测试时，通过在夹具与试件之间加垫纤维材料防止夹具对试件夹持部位造成损伤，同时采用合适的夹持力使试件夹持部位产生一定程度弹塑性变形，通过产生加工硬化，提高夹持部位强度，在进行拉伸、扭转、弯曲及疲劳性能测试过程中不会在试样夹持部位发生断裂，以确保实验数据的真实可靠性。所述合适的夹持力根据实验项目确定，不同的实验项目采用不同的夹持力。拉伸性能实验时夹具的夹持力为该试件材料非比例压缩应变ερ。为0.01%所对应载荷的10%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力O peQ Q1的10%以上。疲劳性能测试时夹具夹持力是该试件材料非比例压缩应变ε p。为0.01%所对应载荷的20%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力opc;Q.QJ^20%以上。所述纤维材料垫入的厚度大于线材或棒材直径的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。纤维材料由多层纤维纸或多层麻布或多层棉布叠加构成；单张纤维纸的厚度小于0.5mm ;单层麻布或棉布的厚度小于1mm。各层纤维之间设有网状或片状金属或高分子材料。
[0016]该方法是在不改变金属材料原有形状的状态下，通过在夹块与试件之间加垫纤维材料以防止对试件造成损伤，以确保实验数据更接近实际应用状态；同时通过合适的夹持力使夹持部位发生微量弹塑性变形，通过金属加工硬化现象，提高夹持部位强度。所述试件为不同直径的线材或棒材；或不同厚度的板材或型材。所述纤维材料的厚度大于线材或棒材直径的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。所述纤维材料由多层纤维纸或多层麻布或多层棉布叠加而成；单张纤维纸的厚度小于0.5mm ;单层麻布或棉布的厚度小于1mm。也可在各层纤维之间适量添加网状或片状的金属或高分子材料进行强化。
[0017]具体实施时，夹具不能夹破纤维材料，不能让夹具夹持面与试样直接接触；夹具的夹持力根据实验项目确定，实验项目包括拉伸性能测试、拉拉疲劳性能测试、拉压疲劳性能测试和应变疲劳测试等；不同的实验采用不同的夹持力；拉伸性能实验时夹具的夹持力是该试件材料非比例压缩应变ε p。为0.01%所对应载荷的10%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力Opeacil的10%以上；疲劳性能测试(包括拉拉、拉压及应变疲劳测试等)时夹具夹持力是该试件材料非比例压缩应变ε p。为0.01%所对应载荷的20%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力σ p。。Q1的20%以上。
[0018]本发明采用适合试验对象尺寸的常规夹具夹块，小尺寸线材、棒材或板材可采用符合尺寸要求的平面夹块，大尺寸线材、棒材或板材可采用符合尺寸要求的带楔形槽的夹块。在试件与夹块之间垫入一种较薄的纤维纸或麻布或棉布，其中纤维纸单张厚度需小于0.5mm，单层麻布或棉布厚度小于1.0mm，试件与夹块之间垫入多层纤维纸或麻布或棉布，每边垫入厚度大于线材或棒材直径，或板材或型材厚度一半以上。进行拉伸性能实验时夹具的夹持力为该试件材料非比例压缩应变ε p。为0.01%所对应载荷的10%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力σ _ Μ的10%以上；所述疲劳性能测试(包括拉拉、拉压及应变疲劳测试等)时夹具夹持力是:加持力为该试件材料非比例压缩应变ε P。为0.01%所对应载荷的20%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力σ peQ Q1的20%以上。若进行应变疲劳可进一步加大夹持力，可选择该状态材料非比例压缩应变ερ。为0.01%所对应载荷以上。夹持以不夹破多层纤维纸或麻布或棉布为首要原则，出现夹破现象可加大垫入的纤维纸或麻布或棉布的层数。
【主权项】
1.一种对金属材料进行力学性能实验的夹持方法，其特征在于:该方法是针对一些不能或较难改变尺寸的金属棒材、线材、板材、型材等进行力学性能测试时，通过在夹具与试件之间加垫纤维材料防止夹具对试件夹持部位造成损伤，同时采用合适的夹持力使试件夹持部位产生一定程度弹塑性变形，通过产生加工硬化，提高夹持部位强度，在进行拉伸、扭转、弯曲及疲劳性能测试过程中不会在试样夹持部位发生断裂，以确保实验数据的真实可靠性。
2.根据权利要求1所述夹持方法，其特征在于:所述力学性能实验包括拉伸性能测试和疲劳性能测试。
3.根据权利要求2所述夹持方法，其特征在于:所述疲劳性能测试包括拉拉疲劳性能测试、拉压疲劳性能测试和应变疲劳测试。
4.根据权利要求3所述夹持方法，其特征在于:所述合适的夹持力根据实验项目确定，不同的实验项目采用不同的夹持力。
5.根据权利要求4所述夹持方法，其特征在于:所述拉伸性能实验时夹具的夹持力为该试件材料非比例压缩应变ε p。为0.01%所对应载荷的10%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力Opetl tll的10%以上。
6.根据权利要求4所述夹持方法，其特征在于:所述疲劳性能测试时夹具夹持力是该试件材料非比例压缩应变ε p。为0.01%所对应载荷的20%以上，即夹持力大于该试件非比例压缩应力σ ρ。α01的20%以上。
7.根据权利要求1所述夹持方法，其特征在于:所述纤维材料垫入的厚度大于线材或棒材直径的1/2 ;或大于板材或型材厚度的1/2。
8.根据权利要求7所述夹持方法，其特征在于:所述纤维材料由多层纤维纸或多层麻布或多层棉布叠加构成；单张纤维纸的厚度小于0.5mm ;单层麻布或棉布的厚度小于1mm。
9.根据权利要求8所述夹持方法，其特征在于:所述各层纤维之间设有网状或片状金属或闻分子材料。
【专利摘要】<b>本发明公开了一种对金属材料进行力学性能实验的夹持方法。该方法是针对一些不能或较难改变尺寸的金属棒材、线材、板材、型材等进行力学性能测试时，通过在夹具与试件之间加垫纤维材料防止夹具对试件夹持部位造成损伤，同时采用合适的夹持力使试件夹持部位产生一定程度弹塑性变形，通过产生加工硬化，提高夹持部位强度，在进行拉伸、扭转、弯曲及疲劳性能测试过程中不会在试样夹持部位发生断裂，以确保实验数据的真实可靠性。本发明不增加任何装置，对现有装置不进行任何改造，只需要在夹头与试件之间加垫纤维材料就可避免试件在实验过程中受到夹持损伤无法获得真实实验数据的情况发生。提高实验数据的可信度。</b>
【IPC分类】G01N3-04
【公开号】CN104568576
【申请号】CN201310469580
【发明人】梁宇, 梁益龙
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月10日