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金属带材弹性性能测定的方法

更新时间:2025-01-08 工作计划 版权反馈
【摘要】:表9-13 金属带材弹性性能试验用试样 2)厚度测量应在两支座间进行,读数精确到0.001mm,宽度测量精确到0.01mm。3)用于测量弹性模量和弹性极限的试样至少6片,用于测量弹性后效的试样至少4片。载荷砝码测定弹性模量E必需的载荷砝码的质量误差不得大于1%。9-14 E-f对照表4.弯曲弹性极限测量方法弯曲弹性极限是使材料弯曲产生一规定残余应变时的极限应力。

1.试样

1)试样从带材上沿轧制方向截取,尺寸符合表9-13的规定。

表9-13 金属带材弹性性能试验用试样 (单位:mm)

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2)厚度测量应在两支座间进行,读数精确到0.001mm,宽度测量精确到0.01mm。试样要求厚度均匀,同一片试样上厚度的偏差在范围A不得超过0.5%,在范围B不得超过0.002mm,试样的初始挠度不得超过2mm。

3)用于测量弹性模量和弹性极限的试样至少6片,用于测量弹性后效的试样至少4片。

4)已测过弹性模量的试样可以用来测量弹性极限和弹性后效,而测量弹性极限和弹性后效的试样只准使用一次。

5)试样应清洁,无油污和氧化层,不得有扭曲和毛刺,不得进行可能改变其应力状态的校正。

2.试验设备

(1)支座 支座应具有60°的刀口,刀刃弧度半径小于0.03mm,其一侧刀口为直线型且呈水平,另一侧刀口呈弧形(凸出高度为1.50mm)。其间距必须与带材的加荷轴线对称,并能在15~100mm内连续改变,调整精度可到0.10mm。

(2)载荷凸轮 用于给试样加荷的凸轮两点接触试样,两个受力点分别位于试样横轴的左边和右边,且不得影响在试样中心测量挠度。

(3)载荷砝码 测定弹性模量E必需的载荷砝码(包括载荷凸轮)的质量误差不得大于1%。对范围A砝码重为100g,对范围B砝码重为10g。

(4)强制挠度的台阶 试样的强制挠度是通过按下载荷凸轮到某一台阶高度而产生的。每个台阶级次的大小为0.667mm,强制挠度的误差不大于0.5%。

(5)挠度测量千分表 在支座之间的中心部位测量挠度值,测量时不应有接触力,测量误差不得超过±0.002mm,测量挠度用千分表误差不得超过0.001mm。

3.弹性模量测试方法

弹性模量测试方法如图9-16所示。

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图9-16 金属带材弹性性能试验方法

F—力 l—支点间距 b—带材宽度 δ—带材厚度 f—挠度值

用下式计算金属带材的弹性模量:

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式中 E——弹性模量,单位为N/mm2

F——力,单位为kN;

b——带材宽度,单位为mm;

l——支点间距,单位为mm;

δ——带材厚度,单位为mm;

f——挠度值,单位为μm。

试验中一般F取0.980N,l=100δb=10mm,再根据E-f对照表(见表9-14),得到弹性模量值。

9-14 E-f对照表

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4.弯曲弹性极限测量方法

弯曲弹性极限是使材料弯曲产生一规定残余应变时的极限应力。本方法是以支座距离978-7-111-33830-7-Chapter09-62.jpg,厚度为δ的带材试样卸载后产生的残余挠度为50μm时(即产生0.00375%的残余应变时)的应力定义为弯曲弹性极限,记作σbc

弯曲弹性极限可按下式计算:

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式中 σbc——弯曲弹性极限,单位为N/mm2

l——支点间距,单位为mm;

δ——带材厚度,单位为mm;

E——弹性模量,单位为N/mm2

fe——在规定支座距离下,产生残余挠度50μm时的强制挠度值,单位为μm,用线性插值法求得:

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式中 fe——在规定支座距离下,产生残余挠度50μm时的强制挠度值,单位为μm;

a——倒数第二次载荷时的强制挠度,单位为μm;

b——最后一次载荷时的强制挠度,单位为μm;

c——倒数第二次载荷时的残余挠度,单位为μm;

d——最后一次载荷时的残余挠度,单位为μm。

弯曲弹性极限σbc按下式求得:

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式中 E——弹性模量,单位为N/mm2;(www.xing528.com)

σbc——弹性模量为98000N/mm2时的弯曲弹性极限,单位为N/mm2,如表9-15所示。

表9-15 δ-fe-σbc对照表( 单位:N/mm2

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(续)

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(续)

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(续)

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(续)

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(续)

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(续)

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注:978-7-111-33830-7-Chapter09-73.jpg

在B尺寸范围和高弹性极限情况下,弯曲弹性极限根据下式计算:

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式中 l——支点间距,单位为mm,取l=4000δ

fe——在规定支座距离下,产生残余挠度25μm时的强制挠度值,单位为μm。

在B范围或高弹性情况下(978-7-111-33830-7-Chapter09-75.jpg),根据式(9-27)在弹性模量E为98000N/mm2时得到快速测量的δ-febc,从表9-16中查出σbc,代入下式:

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即可求得弯曲弹性极限σbc

表9-16 B尺寸范围和高弹性极限下的δ-fe-σbc′对照表 (单位:N/mm2

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(续)

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(续)

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(续)

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(续)

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(续)

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(续)

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注:978-7-111-33830-7-Chapter09-84.jpg

5.弹性后效测量方法

试样在恒定应力作用下经过时间t卸载后,在特定时间内不能恢复的残余形变率称为弹性后效,记作Ht(下标t表示时间,单位为min),测试方法如图9-17所示。

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图9-17 弯曲弹性极限测量方法

F—力l—支点间距 fe—恒定力作用下的挠度值 fe′—恒定力作用下10min卸载后的挠度值

弹性后效H10%)按下式计算:

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式中 fe——恒定力作用下的挠度值,单位为μm;

fe——恒定力作用下10min卸载后的挠度值,单位为μm。

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