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)
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。
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:
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=100δ,b=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
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,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:
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:
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:
式中 E——弹性模量,单位为N/mm2;(www.xing528.com)
σb′c——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-σb′c对照表( 单位:N/mm2)
(续)
(续)
(续)
(续)
(续)
(续)
注:。
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:
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(),根据式(9-27)在弹性模量E为98000N/mm2时得到快速测量的δ-fe-σbc′,从表9-16中查出σbc′,代入下式:
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)
(续)
(续)
(续)
(续)
(续)
(续)
注:。
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。
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:
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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