引伸计使用演示***_引伸计类型

tamoadmin 成语之最 2024-07-06 0
  1. 为什么要使用引伸计,引伸计的发展历史是怎样的?
  2. ASTM 标准是什么
  3. 电子拉力试验机可以应用到哪里?
  4. 钢的屈服度指的是什么?
  5. 哪台试验机的引伸计最大量程1000mm标距可变

一、两者的作用不同:

1、电子引伸计的作用:用于检测标准试件径向收缩变形,泊淞比、它与轴向引伸计配合用来测定泊松比μ,它将径向变形(或横向某一方向的变形)变换成电量,再通过二次仪表测量、记录或控制另一设备。

2、位移传感器的作用:通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是,为实现测量位移目的而设计的电位器,要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。

引伸计使用演示视频_引伸计类型
(图片来源网络,侵删)

二、两者的概述不同:

1、电子引伸计的概述:电子引伸计是测量试件受力变形的传感器,应变片式的引伸计由于原理简单、安装方便,目前是广泛使用的一种类型。

2、位移传感器的概述:位移传感器又称为线性传感器,是一种属于金属感应的线性器件,传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。

三、两者的分类不同:

1、电子引伸计的分类:电子引伸计按测量对象,可分为轴向引伸计、横向引伸计、夹式引伸计。

2、位移传感器的分类:按被测变量变换的形式不同,位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多,包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。

百度百科-电子引伸计

百度百科-位移传感器

为什么要使用引伸计,引伸计的发展历史是怎样的?

本节内容主要来源于ISO12737:2005《金属材料平面应变断裂韧度KⅠC试验方法》和GB/T4161-2007《金属材料平面应变断裂韧度KⅠC试验方法》。

图7-1 断裂韧度KC随厚度B的变化

根据线弹性断裂力学,带裂纹体裂纹尖端附近的弹性应力场强度可用应力强度因子K(MPa·m1/2)来度量。对Ⅰ型(张开型)裂纹的断裂准则为:当应力强度因子KⅠ达到其临界值KC时,裂纹即失稳扩展而导致断裂。KC可由带裂纹的试件测得,它代表材料抵抗裂纹失稳扩展的能力,称为“断裂韧度”。试验表明,材料的断裂韧度KC随试件厚度B变化,如图7-1所示。在试件厚度连到某一定值B0后,断裂韧度不再随厚度变化,此时则认为裂纹尖端附近的材料处于平面应变状态,其对应的断裂韧度值称为“平面应变断裂韧度”,用符号KⅠC表示。显然,KⅠC为一材料常数。

一、试件

图7-2为标准三点弯曲试样,S为梁的跨度,B、W为横截面的宽和高,a为裂纹长度,(W-a)为韧带宽度或称韧带尺寸。图7-3为紧凑拉伸试样。

图7-2 标准三点弯曲试样

1.主要尺寸

为满足平面应变和小范围屈服的条件,要求B、a、(W-a)满足下式:

岩石断裂与损伤

式中σs为材料的屈服强度,根据σs/E值的不同可求出试样的最小厚度Bmin和裂纹的最小长度amin,最小尺寸如表7-1所示,我国标准***用:a/W=0.45~0.55。

图7-3 紧凑拉伸试样

表7-1 试样的最小厚度Bmin和裂纹的最小长度amin

2.裂纹的制作

一般***用铣削加工或线切割,用交变载荷预制疲劳引发裂纹,应满足下列要求:

(1)符合尖裂纹的要求:疲劳裂纹长度3~5mm(至少不小于1.5mm)。

(2)预制疲劳裂纹长度在0.025a的最后阶段,疲劳应力强度因子最大值满足:Kfmax<0.6KⅠC。Kfmax<0.00032E(MPam1/2)(避免载荷过大钝化裂纹尖端)。

(3)保证疲劳裂纹的扩展:疲劳应力强度因子幅度ΔK≥0.9 Kfmax。

二、测试原理

为了测定KⅠC值,需要对带有裂纹的试件进行拉伸或弯曲试验,使裂纹产生Ⅰ型扩展。而KⅠC就是裂纹开始失稳扩展的临界点处所对应的应力强度因子值。***用合适的含裂纹试件,在试验面上加载,其应力强度因子KⅠ可概括为如下形式:

KⅠ=F·f(a)

式中:F为载荷;a为裂纹长度;f(a)为与试件形式、外形尺寸、加载形式有关的a的函数。根据上式,应有

岩石断裂与损伤

式中:FQ为临界载荷;aQ为临界裂纹长度。显然,只要从试验中测定FQ和aQ,即可得到KⅠC。

在理想平面应变条件下,裂纹前缘处的材料处于三向拉伸应力状态,呈现良好的脆性。这时,只要裂纹一开始扩展,就会导致失稳断裂,也就是说,开裂点即为失稳点,临界裂纹长度aQ等于初始的裂纹长度a。但是,对于工程平面应变条件而言,由于试件表面附近平面应力状态的影响,裂纹开始扩展后经过一个较短的稳定扩展阶段才失稳断裂,开裂点并非失稳点。为消除侧表面附近平面应力状态所造成的塑性影响以测得作为材料常数的KⅠC,应取开裂点作为临界点。但是,精确地测定开裂点是困难的,所以,在KⅠC试验方法中,对于明显地存在裂纹稳定扩展阶段的情况,取裂纹等效扩展2%所对应的点(条件开裂点)作为临界点来确定FQ,而aQ则近似地***用初始裂纹长度a。

三点弯曲试样,GB/T4161-2007推荐***用的应力强度因子计算公式为

岩石断裂与损伤

表7-2列出了三点弯曲试样在a/W=0.45~0.55时的f(a/W)值,可方便查用。

表7-2 三点弯曲试样的f(a/W)数值表

对于紧凑拉伸试样,应力强度因子由下式计算:

岩石断裂与损伤

表7-3列出了紧凑拉伸试样在a/W=0.45~0.55时的f(a/W)值。

表7-3 紧凑拉伸试样的f(a/W)值

续表

三、测试装置

不同试样的加载方法不同,三点弯曲试样的测试装置如图7-4所示,试验机为试样提供支承和载荷,载荷信号和引伸计信号通过控制器与计算机连接,可得到载荷与切口位移的关系曲线。

图7-4 试验装置示意图

四、实验步骤

1.试样制备

(1)裂纹面取向应严格按GB/T4161—2007标准进行。在实际构件中取样时,试件的裂纹取向应与构件中最危险的裂纹方向一致。

(2)试件厚度B可根据式(7-1)选择

(3)取同炉批料加工2~3件常规拉伸试件,供测σs用,且必须和KⅠC试件同炉热处理。

(4)试件粗加工和热处理后,再进行精加工,其最后尺寸和表面光洁度严格按GB/T4161—2007规定执行。

(5)小试样用线切割机制出切口,切口根部圆弧半径小于0.08mm。

2.预制疲劳裂纹

为了模拟实际构件中存在的尖锐裂纹,使得到的KⅠC数据可以对比和实际应用,试件必须在疲劳试验机上预制疲劳裂纹。其方法是:先用线切割机在试样上切割8mm长的机械切口,然后在疲劳试验机上使试样承受循环交变应力,引发尖锐的疲劳裂纹,约为2mm。

将试件打磨一遍,去掉表面油垢。在中心机械切口两侧各7.5mm处划线,用以标记放在疲劳试验机上;分别在两侧的机械切口前沿2mm处划线,用以观察其后疲劳裂纹生长到此线。预制疲劳裂纹时,应仔细监测试样两侧裂纹的萌生情况,避免两侧裂纹不对称发展。

3.测定条件

(1)试件厚度应在疲劳裂纹前缘韧带部分测量三次,取其平均值作为B。测量精度要求0.02mm或0.1%B,取其中较大者记录。

(2)试件高度应在切口附近测量三次,取其平均值作为W,测量精度要求0.02mm或0.1%W,取其中较大者记录。

4.试验程序

(1)在试件上粘贴刀口以便能安装夹式引伸计,刀口外线间距不得超过22mm,安装夹式引伸计时要使刀口和引伸计的凹槽配合好。

(2)按图7-4安装三点弯曲试验支座,使加载线通过跨距S的中点,偏差在1%S,而且试样与支承辊的轴线应成直角,偏差在±2°以内。

(3)标定夹式引伸计。

(4)开动试验机,缓慢匀速加载,一般试验机速度为0.5~2mm/min,以使KⅠ的增长速率不至太快,保证应力强度因子的增长速率在0.55~2.75MN·m-3/2/s之间。加载至试样明显开裂,停机。记录载荷F和刀口张开位移V之间的曲线。

(5)取下夹式引伸计,开动试验机,将试样压断,停机取下试样。

(6)记录试验温度和断口外貌。

五、实验结果的分析及处理

1.裂纹失稳扩展时的临界载荷FQ

由于试样厚度与材料韧性不同,试验所得F-V曲线主要有三种类型,它们分别对应于三种断口外貌(图7-5)。

图7-5 三种典型的F-V曲线

FQ则由下述方法确定:在试验中自动记录载荷F随试件切口边缘(裂纹嘴)处两个裂纹表面的相对位移V的变化曲线,即F-V曲线,以对初始线性段斜率下降5%的割线与F-V曲线交点处对应的载荷F5作为取得FQ的依据。如果在载荷达到F5曲线各点载荷均小于F5,则取FQ=F5,可以证明,这样的临界载荷大致对应于裂纹产生2%的等效扩展,这种情况对应着试件表面附近的平面应力状态存在显著影响。如果载荷达到F5前曲线各点对应载荷的最大值大于或等于F5,则取这个载荷最大值作为FQ,这种情况接近于理想平面应变状态。

简单地讲,从F-V曲线图上确定FQ的方法是:先从原点O作一相对直线OE部分斜率减少5%的直线来确定裂纹失稳扩展载荷FQ,直线与F-V曲线的交点为F5,如果在F5之前没有比F5大的高峰载荷,则FQ=F5(图7-5曲线Ⅰ);如果在F5之前有一个高峰载荷,则取这个高峰载荷为FQ(图7-5曲线Ⅱ和曲线Ⅲ)。

2.测定裂纹长度a

与临界载荷FQ对应的裂纹长度aQ,计算时可取初始裂纹长度a,直接从断后试样上量出。试样断裂后,可观察到裂纹长度沿厚度B方向呈弧状形,如图7-6所示。

为了能利用前述应力强度因子公式(公式中的a是对应着平直前缘裂纹的长度)计算试样的KⅠC,需要确定与试样的实际前缘裂纹相等效的平直前缘裂纹长度a。可取等效平直前缘裂纹长度:

岩石断裂与损伤

图7-6 裂纹前缘长度

式中:a2、a3、a4分别为沿厚度方向B/4、B/2、3B/4处的裂纹长度。

3.计算条件断裂韧性KQ并判断其有效性

将FQ、a代入KⅠ表达式中进行计算,得到的KⅠ称为“条件断裂韧度”,记为KQ。至于KQ是否为该材料的KⅠC,需检查下面两个条件:

岩石断裂与损伤

若两个条件均满足,则所求得的KQ即为材料的平面应变断裂韧度KⅠC。否则试验结果无效,须加大尺寸重新测试(一般取1.5倍大试样),直到两个条件均满足。

4.试验报告

一般的试验报告要求具有下述内容:

试样编号、类型、裂纹面取向;材料的原始状态和屈服强度;试样厚度B、宽度W等;预制疲劳裂纹的条件;裂纹长度值a2、a3、a4;试验温度、相对湿度、用KⅠ表示的加载速率;P-V曲线及有关计算;断口外貌特征;KⅠC的有效性条件或KQ不能作为KⅠC的原因。

ASTM 标准是什么

引伸计主要是用来测量试样变形用的,一般用在做试样的拉伸试验或者压缩试验

世界范围内使用引伸计已有百余年历史,中国使用只有60多年,在上个世纪四十年代以前,用的都是机械式的引伸计,有杠杆式、镜式、蝶式、和球饺式。而现在所用的引伸计大概也可以分为以下几种:电子式、平均值、双侧电子、***、自动引伸计。每个类型的详细介绍太多,本人也没有那个能力一一介绍完,只能说其大概了。

电子拉力试验机可以应用到哪里?

美标测试

ASTM 标准分类

ASTM 标准分以下六种类型。

(1)标准试验方法(Standard Test Method)它是为鉴定、检测和评估材料、产品、系统或服务的质量、特性及参数等指标而***用的规定程序。

(2)标准规范(Standard Specification) 它对材料、产品、系统,或项目提出技术要求并给出具体说明,同时还提出了满足技术要求而应***用的程序。

(3)标准惯例(Standard Practice) 它对一种或多种特定的操作或功能给予说明,但不产生测试结果的程序。

(4)标准术语(Standard Terminology) 它对名词进行描述或定义,符号、缩略语、首字缩写进行说明。

(5)标准指南(Standard Guide) 它对某一系列进行选择或对用法进行说明,但不介绍具体实施方法。

(6)标准分类(Class.fication) 它根据其来源、组成、性能或用途,对材料、产品、系统,或特定服务进行区分和归类。

目前常用的ASTM 金属力学性能测试标准有:

AS FM A37O—O2el钢产品力学性能试验方法和定义

ASTM B557-02锻造和铸造铝合金及镁合金产品拉伸试验方法

ASTM B557M-02锻造和铸造铝合金及镁合金产品拉伸试验方法(公制)

ASTM E4一O2试验机力值的校验方法

ASTM E6—02a力学性能试验方法相关术语

ASTM E8一O 1e1金属材料拉伸试验方法

ASTM ESM 一01el金属材料拉伸试验方法(公制)

ASTM E9—89a(2000)金属材料室温压缩试验方法

AS FM ElO—O1金属材料布氏硬度试验方法

A STM E18—02金属材料洛氏硬度和洛氏表面硬度试验方法

ASTM E2l一92(1998)el金属材料高温拉伸试验方法

ASTM E23—02金属材料缺口试样冲击试验方法

ASTM E74—02试验机用测力仪的校准规程

ASTM E83-02引伸计的校验和分级方法

AS FM E92—82(2003)金属材料维氏硬度试验方法

ASTM E1O3—84(2002)金属材料快速压痕硬度试验方法

ASTM E110—82(2002)用便携式硬度仪测定金属材料压痕硬度的试验方法

ASTM E111—***杨氏弹性模量、正切模量***向模量的试验方法

ASTM E132—***室温泊松比试验方法

AS FM E139—00el金属材料蠕变、蠕变断裂和应力断裂试验方法

ASTM E143-02室温剪切模量试验方法

ASTM 9O一92(19***)焊缝塑性导向弯曲试验方法

AS FM E2O8—95a(2000)铁素体钢无塑性转变温度落锤试验方法

ASTM F290—***a金属材料塑性弯曲试验方法

ASTM E328-02材料和结构应力松弛试验方法

ASTM E345—93(2002)金属箔拉伸试验方法

ASTM E517一O0金属薄板塑性应变比r试验方法

ASTM E604—83(2002)金属材料动态断裂试验方法

ASTM E643—84(2000)金属薄板材料杯突试验方法

ASTM E646—00金属薄板材料拉伸应变硬化指数( 值)试验方法

ASTM E1236—91(19***)夏比冲击试验机校准规程

ASTM E1856—***(2002)万能试验机计算机化数据***集系统评价指南

ASTM E1875—00el动态杨氏模量,剪切模量和泊松比试验方法(共振法)

ASTM E1876-01杨氏模量,剪切模量和泊松比试验方法(脉冲激磁法)

钢的屈服度指的是什么?

电子拉力试验机是一种常用的试验机产品类型,主要适用于塑料板材、管材、异型材,塑料薄膜及橡胶、电线电缆、防水卷材、金属丝等材料的各种物理机械性能测。

国鸿电子拉力试验机具有宽广准确的加载速度和测力范围,对载荷、变形、位移的测量和控制有较高的精度和灵敏度,该系列机型***用单空间结构,试验空间在下空间,主要适用于试验负荷低于500KG的金属、非金属材料试验,具有应力、应变、位移控制方式,可求出最大力、抗拉强度、弯曲强度、压缩强度、弹性模量、断裂延伸率、屈服强度等参数。

电子拉力试验机主要功能:此机适合于各种纺织,橡胶,塑胶,合成革,胶带,胶粘制品,塑料薄膜、复合材料,电子,金属等行业的材料及制品做拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离(90度和180度)、撕裂、两点延伸(需另配引伸计)等多种试验,用以判定产品的质量。

哪台试验机的引伸计最大量程1000mm标距可变

当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度。

有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度,称为条件屈服强度

国家标准GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》已于2002年颁布实施。这一新国家标准是合并修订国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板(带)拉伸试验方法》和GB/T63***-1986《金属拉伸试验试样》三个标准为一个标准,它等效***用了国际标准ISO6892:1998《金属材料 室温拉伸试验》,也是GB/T228第三次修订。GB/T228-2002包括的技术内容和要求与原三个标准有较大的不同,尤其在性能名称和符号、抗拉强度定义、试验速率、性能结果数值的修约方面变动较大。而且,新标准中增加了引用标准和关于试验方法准确度方面阐述的内容。为了更好地贯彻实施GB/T228-2002,将该标准的要点和实施中需注意之点说明如下。

2 GB/T228-2002标准的适用范围

标准适用于金属材料(包括黑色和有色金属材料,但不包括金属构件和零件)室温拉伸性能的测定,试样或产品的横截面尺寸≮0.1mm。对于小横截面尺寸的金属产品,例如金属箔、超细丝和毛细管等的拉伸试验需要双方协议。其原因在于:①横截面小的产品,按照标准中建议的量具分辨力要求不能满足附录A和附录C规定横截面测定准确度在±1%和±2%以内的要求。②试样标距***用常规的划细线、打小冲点等方法进行标记不可行。③常用的引伸计不适用于此类型产品试样的试验。试样的夹持方法需要特殊夹头等。

3 室温的温度范围

标准中规定室温的温度范围为10-35℃,超出这一范围不属于室温。对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而***用更严格的温度范围试验时,应***用23±5℃的控制温度。上述10-35℃的温度范围实质是指容许的试样温度范围,只要试样的温度是在这规定的室温范围内便符合标准要求。

4 标准中的引用标准

标准中的第二章引用了6个国家标准,即:

GB/T2***5-1998钢及钢产品 力学性能试验取样位置和试样制备(eqv ISO377:19***)

GB/T8170-1987数值修约规则

GB/T12160-2002单轴试验用引伸计的标定(idt ISO9513:1999)

GB/T16825-19***拉力试验机的实验(idt ISO7500—1:1986)

GB/T17600.1—1998钢的伸长率换算 第1部分:碳素钢和低合金钢(eqv ISO2566—1:)

GB/T17600.2—1998钢的伸长率换算 第2部分:奥氏体钢(eqv ISO2566—2:)

标准中通过注日期引用的这6个国家标准是构成GB/T228—2002标准本身不可缺少的部分,应遵照被引用的6个标准中的相关规定和要求,其中被引用的5个标准分别等同和等效相应的国际标准。目前,GB/T8170—1987《数值修约规则》还没有相对应的国际标准。

5 性能和术语定义

5.1性能定义

为了与国际接轨,性能的定义按照国际标准的规定。与原GB/T228—1987相比较,屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异,其他性能的定义无实质性差异。

新标准将抗拉强度定义为相应最大力(Fm)的应力,而最大力(Fm)定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力;对于无明显屈服(连续屈服)的金属材料,为试验期间的最大力。按照这一定义,如图1所示的拉伸曲线,最大力应为曲线上的B点,而不是旧标准中的取其A点的力(上屈服力)计算抗拉强度。

新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同,前者是泛指上、下屈服强度性能;而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能,也特指单一屈服状态的屈服点性能(σs)。因为新标准已将旧标准中的屈服点性能σs归入为下屈服强度ReL(见标准中的图2d)。所以,新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能(σs)相对应的性能定义。也就是说新标准定义的下屈服强度ReL包含了σs和σsL两种性能。

ZWICKZ020试验机的引伸计最大量程为1000mm,标距可变。

引伸计是测量构件及其他物体两点之间线变形的一种仪器,通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。传感器直接和被测构件接触。拉力试验机的引伸计是感受试件变形的传感器,应变计式的引伸计由于原理简单、安装方便,目前是拉力试验机广泛使用的一种类型。

ZWICKZ020试验机的引伸计最大量程为10000mm,标距可变。最大量程指的是测量工具的最大测最范围。最大量程是弹簧在弹性限度内,拉到最长所受的力,有时也指标尺上的最大刻度;分度值就是标尺上一格所代表的力的大小。

引伸计分类

1、轴向引伸计:各种常规型、迷你型、大标距型多种规格轴向引伸计可满足各种金属材料和非金属材料变形测量的需要,并可根据用户要求定制特殊规格产品。

2、径向引伸计:用于检测标准试件径向收缩变形,它与轴向引伸计配合用来测定泊松比μ,它将径向变形(或横向某一方向的变形)变换成电量,再通过二次仪表测量、记录或控制另一设备。

3、夹式引伸计:用于检测裂纹张开位移。夹式引伸计是断裂力学实验中最常用的仪器之一,它较多用在测定材料断裂韧性实验中。精度高,安装方便、操作简单。试件断裂时引伸计能自动脱离试件,适合静、动变形测量。