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正航讲解金属材料高应变速率拉伸试验弹性杆型系统

来源:拉力试验机厂家    发布时间:2015-07-17 09:25
正航讲解金属材料高应变速率拉伸试验弹性杆型系统
 
1范围
GB/T 30069的本部分规定了高应变速率条件下采用弹性杆型系统测定金属板材应力应变特征的试验方法。
基于实验及数值计算,如碰撞有限元模拟(FEA)表明,处于10³S—10³s范围内的应变速率与
车辆碰撞事故密切相关。
为准确评价车辆耐碰撞性能,在高于10³S-1应变速率条件下得到金属材料可靠的应力-应变特征尤为关键。
本部分适用于高于10³S-1应变速率范围的拉伸试验方法。
注1:当应变速率低于10-1 S-1时,可使用GB/T 16825.1规定的准静态拉伸试验机工。应变速率低于0.006 7 S-1
时.直接采用GB/T 228.1方法试验;应变速率在0.006 7 S-l~0.1 S-l范围内,可参考GB/T 228.1方法试验。
注2:除本部分规定的矩形横截面试样外,本部分同样可应用于其他几何尺寸的拉伸试样。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注明日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其版本(包括所有修订单)适用于本文件。
GB/T 228.1 2010金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法(GB/T 228.1-2010,ISO
6892•1:2009,MOD)
GB/T 10623金属材料力学性能试验术语(GB/T 10623-2008,ISO 23718:2007,MOD)
3试验原理
本部分用来评价金属材料在高应变速率条件下的应力应变特征。
低应变速率(低于10一1 S-1)试验可利用准静态拉伸试验机开展。然而,当利用此类试验机实施较常规应变速率高的试验时须特别加以关注。本部分须使用高应变速率试验方法规定的试样,附录A提供了此类试验的详细程序。
当应变速率高于10 s 1时,准静态试验使用的力传感器由于波的多次反射将对力值信号造成严重干扰。因此需采用特殊的力值测量技术,可通过以下两类不同的方法加以实现:
一种是在加载方向上加长力测量装置,以实现当弹性波从另一端折返时力值测量已经结束,如附录B与附录C;
另一种方法是缩短力测量装置,即减少力测量装置达到动态平衡所需要的时间以及实现较高的固有频率,如附录D
4术语和定义
GB/T 10623界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
4.1弹性杆型系统elastic-bar-type system
在轴线方向上安装有加长的力测量装置的试验系统,可避免由设备端部折回的反射波是响力值的测量注"弹性杆型系统"名称源于此类系统通常采用较长的弹性杆作为力测量装置。
5符号及说明
符号及说明见表1
符号及说明见表1
符号及说明见表1 
6试验设备
6.1弹性杆
应用弹性长杆时,试验需在弹性波由试样另一边的杆端位置处折返前完成。因此,力值的测量可不受反射波的干扰。单杆(One-Bar)试验机与分离式霍布金森杆(SHB)试验机通常被用来实施此类方法(参见附录B与附录。。
6.2输入装置
开环型加载通常被用做载荷输入的方法。加载输入的上限约为20m.5-1。对于SHB试验机,可采用撞管或撞杆作为加载输入。而对于单杆试验机,通常采用锤击的方式。
6.4力值测量装置
采用适宜的短标距应变片测量力值,如2 mm标距,应变片粘贴在与试样直接相连的弹'1'1杆上。应变片粘贴的位置需避免顶端效应的影响。为确保测量到一维弹性波,应变片粘贴处距离杆的末端需至少5倍于杆的直径(见附录B与附录C)。
注:本方法测量的应变速率通常高于10'S-1由于需采用数十米长的撞杆来实现低于10²S-1的应变司卒,因而不具备实际可操作件
为确保应力应变曲线的有效性,弹性杆的平直性非常重要。为实现这一目标,对弹性们采用恰巧的支撑与导向非常关键。
6.5位移测量装置
拉仲试验中的应变通常采用标距部分两点相对位移的比值来表示,如试样的原始与结束竹的距
长度。在准静态试验巾,一般采用在试样标距部分加装引伸计的方法可获得准确的应变结果二然而在高应变速率试验中,由于寻|伸计的惯性效应影响而无法采用这种方法,此时,应采用非接触型民置或弹性杆上的应变片来测量位移或试样伸长。
6.5.1、6.5.2和6.5.3说明了在弹性杆型系统中可用于测量位移的装置.S 1左右,且位移测量需在试验过程中全程记录。这些装置可组合使用,列如,当组
合使用6.5.1与6.5.3装置时,原始标距长度(Lo)一端的位移可使用非接触型位移计(6.5.1)V'1量,而另一端可使用粘贴在杆表面上的应变片测量(6.5.3)。
6.5.1非接触型位移计
使用激光、光学或类似的装置测量原始标距长度(Lo)一端的位移。
使用2个6.5.1类型装置或l个6.5.1与1个6.5.3类型装置日时才,可测量图1中Ltoat.。
样)随时问的变化及计算相应的伸长。
6.5.2非接触式引伸计
使用高速摄像机、多普勒或激光引伸计以及其他非接触系统可测量图2中Lc(第7章B I!试样)的变化。
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