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解析YB/T 5349标准:金属弯曲力学性能试验方案详解!

 更新时间:2024-01-11 点击量:320

最近,小编收到了多来自金属行业的朋友的咨询,他们对金属弯曲力学试验的设备、试样制备、试验内容以及结果表达等方面有着浓厚的兴趣和需求。金属弯曲力学性能试验一直以来都是金属工程领域中的关键环节,它不仅为材料设计和制造提供了重要数据支持,也直接关系到产品在实际应用中的安全性和性能表现。

为了满足大家的需求,本文科准测控小编将探讨金属弯曲力学性能试验的相关内容,旨在为大家提供一份全面而深入的测试指南。从试验设备的选择到试样的制备,再到试验的具体内容以及结果表示,我们将逐一进行详细解析,帮助大家更好地了解和应用金属弯曲力学性能试验相关知识。

一、试验原理

采用三点弯曲或四点弯曲方式对圆形或矩形横截面试样施加弯曲力,一般直至断裂,测定其弯曲力学性能。

二、试验标准

参考标准YB/T 53492006《金属弯曲力学性能试验方法》

三、试验设备

1、万能试验机

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试验机精确度为一级或优于一级。

试验机应定期按JJG 139 JJG 157 JJG  475检定规程进行校验。

2、三点弯曲试验装置

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3、四点弯曲试验装置

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4、薄板试样三点弯曲试验装置

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5、薄板试验四点弯曲试验装置

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6、挠度计

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7、安全防护罩

四、试验内容和结果表示

1、试验条件

1试验应在室温1035℃下进行。对温度要求严格的试验,试验温度应为23℃±5

2)试验时,弯曲应力增加速率应控制在330MPa/s 范围内某个尽量恒定的值。

3)弯曲试验时,应缓慢施加弯曲力。

2、试样的制备

1)试样形状和尺寸

采用圆形横截面试样和矩形横截面试样。试样的形状、尺寸、公差及表面要求应按有关标准或协 议的规定。

2)样坯的切取与试样的制备

a坯切取的方向和部位应按有关标准或GB2975 规定执行。切取样坯和机加工试样的方法不应 改变材料的弯曲力学性能。

b有关标准或协议如无规定时,机加工试样的尺寸公差和形状公差按表4的规定。形状公差为跨 距范围内同一横截面尺寸的最大值与最小值之差。

c铸造试样需要机加工与否应由有关标准或协议规定。如需要机加工,其表面粗糙度R。值应不大于3.2μm,

d硬金属试样的四个相邻侧面的表面粗糙度R, 值应不大于0.4μm。 四条长棱应进行45°角倒棱,倒棱宽度不应超过0.5mm。 倒棱磨削机加工方向与试样长度方向相同。

e薄板试样的两个宽面应保留原表面,两窄面的机加工表面粗糙度R。值一般不大于6.3μm。应去 除试样棱边的毛刺。

f其他类型试样在其长度范围内的机加工表面粗糙度R。值应不大于0.8μm, 除非有关标准或协议另作规定。

e试样应平直。从盘卷切取的薄板试样允许稍有弯曲,但曲率半径与厚度之比应大于500。不允 许对试样进行矫直或矫平。

3试样数量

a薄板试样:至少试验6个试样,试验时,拱面向上和向下各试验3个试样。圆形、矩形横截面试样:般每个试验点需试验3个试样。

4试样尺寸测量

a圆形横截面试样应在跨距两端和中间处两个相互垂直的方向测量其直径。计算弯曲弹性模量时,取用三处直径测量值的算术平均值;计算弯曲应力时,取用中间处直径测量值的算术平均值。

b矩形横截面试样应在跨距的两端和中间处分别测量其高度和宽度。计算弯曲弹性模量时,取用三 处高度测量值的算术平均值和三处宽度测量值的算术平均值。计算弯曲应力时,取用中间处测量的高度 和宽度。对于薄板试样,高度测量值超过其平均值2%的试样不应用于试验。

2、试验内容

1)弯曲弹性模量的测定

a、人工记录法

将挠度计装于测量位置上、试样对称地安放于弯曲试验装置,对试样施加相当于σpbo.o1(或 规定残余弯曲应力σrbo.o1)10%以下的预弯曲力Fo,并记录此力和跨距中点处的挠度,然后对试样连续施加弯曲力,直至相应于σpbo.o1(或σrbo.o1)50%。记录弯曲力的增量和相应挠度的增量。按下式计算弯曲弹性模量:

三点弯曲弹性模量计算公式:

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四点弯曲弹性模量计算公式:

 

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b、图解法

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将挠度计装于测量位置上,挠度计跨距的端点与最邻近支承点或施力点的距离应不小于试样 的高度或直径。试样对称地安放于弯曲试验装置上,对试样连续施加弯曲力,同时采用自动方法连续记 录弯曲力-挠度曲线,直至超过相应于σpbo.o1(或σrbo.o1)的弯曲力。记录时,建议力轴比例和挠度轴放大倍 数的选择,宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40°,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。在记录的曲线图上,借助于直尺的直边确定最佳弹性直线段。读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增。按下式计算弹性模量:

三点弯曲弹性模量计算公式:

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四点弯曲计算公式:

 

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2)规定非比例弯曲应力的测定

安装挠度计,将试样对称地安放于弯曲试验装置上。对试样连续施加弯曲力,采用自动方法连续记录弯曲力-挠度曲线。记录时,力轴每毫米所代表的应力应不大于15MPa, 并 使曲线上所测F pb 处于力轴量程的1/2以上为宜。挠度放大倍数的选择应使图6曲线图上的OC段长度 不小于15mm 。在记录的曲线图上,自弹性直线段与挠度轴的交点O 起,截取相应于规定非比例弯曲应变的OC 段。过C点作弹性直线段的 平行线CA 交曲线于A 点 ,A 点所对应的力为所测规定非比例弯曲力Fpb,

 

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规定非比例弯曲应力计算公式:

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矩形横截面试样计算公式:

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3)规定残余弯曲应力的测定

将试样对称地安放于弯曲试验装置上,并对其施加相应于预期σpbo.o110%的预弯曲力F,测 量跨距中点的挠度,记取此时挠度计的读数作为零点。对试样连续或分级施加弯曲力,并将其卸除至预弯曲力,测量残余挠度。反复递增施力和卸力,直至测量的残余挠度达到或稍超过规定残余弯曲应变相应的挠度。

残余弯曲力计算公式:

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三点弯曲试验规定的残余弯曲应力计算公式:

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四点弯曲试验规定的残余弯曲应力计算公式:

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4)抗弯强度的测定

将试样对称地安放于弯曲试验装置上,对试样连续施加弯曲力,直至试样断裂。从试验机测力 度盘上或从记录的弯曲力-挠度曲线上读取最大弯曲力

三点弯曲试验计算公式:

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四点弯曲试验计算公式:

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5)断裂挠度的测定

将试样对称地安放于弯曲试验装置上,对试样连续施加弯曲力,直至试样断裂,测量试样断裂瞬间跨距中点的挠度,此挠度即为断裂挠度,单位为mm

测定断裂挠度一般可与测定抗弯强度在同一试验中进行。可以利用试验机横梁位移来测定断 裂挠度,但应修正试验机柔性等因素的影响。

6)弯曲断裂能量的测定

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将试样对称地安放于弯曲试验装置上,对试样连续施加弯曲力,测量试样在跨距 中点的挠度,用自动方法连续记录弯曲力-挠度曲线,直至试样断裂。

在记录的曲线图上,用面积仪或其他方法求得弯曲力-挠度曲线下的面积S, 精确到±2%

弯曲断裂能量计算公式:

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以上就是小编介绍的关于金属弯曲力学性能试验的内容了,希望可以给大家带来帮助!如果您还想了解更多关于金属弯曲力学性能试验方法、实验报告、试验标准,金属弯曲性能测试标准和适用范围,万能试验机操作规程等问题,欢迎您关注我们,也可以给我们私信和留言,科准测控技术团队为您免费解答!