CN112748005B - 一种铝合金型材薄弱位置的测算方法 - Google Patents

一种铝合金型材薄弱位置的测算方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，包括：选取测试样品；试验前检测；硬度测试；从测试样品中任意截取一段，并从所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验和弯曲试验，得到拉伸试验结果和弯曲试验结果；确定拉伸结果值和弯曲结果值；代入铝合金型材薄弱参考模型，计算薄弱参考值；确定所截样品的薄弱位置；判断测试样品的薄弱位置，取样进行服役安全性能校核，判断测试样品是否满足使用要求；针对与测试样品同规格的任一铝合金产品进行检测时，在该铝合金产品通过试验前检测后，只需在对应薄弱位置取样进行服役安全性能校核，即可判断该铝合金产品是否满足使用要求。该方法可以减小试验导致的型材损失和人力成本，提高检测效率。

Description

一种铝合金型材薄弱位置的测算方法
技术领域
本发明涉及金属材料性能的检测，具体为一种铝合金型材薄弱位置的测算方法。
背景技术
铝合金作为一种有色金属结构材料，因为其质量轻、热处理后强度高、耐蚀性好、加工性能优秀等优点，在航空、航天、汽车、轨道交通及化学工业中得到广泛应用。铝合金型材生产过程需要经过熔铸、挤压、时效等相关特殊工序，且不同型材的模具挤压比不同，造成不同型材不同部位的组织结构和性能存在较大差异，这些薄弱区域的性能对铝合金结构后期的服役安全性尤为重要。在对铝合金型材进行组装前，就需要对所用型材进行薄弱位置的判断，并确定其力学性能能否满足使用要求。常规的校验一般分为两种：随机取样和整体取样。随机取样为随机选取某一种或几种型材的某一个或几个位置进行力学性能测试，与国家标准进行比较，这种取法不能保证所取位置是否为该型材的薄弱位置，判断结果也存在偶然性。整体取样为对每一种型材的所有位置都进行测试，通过对比得到型材的薄弱位置，再将该薄弱位置的性能与国家标准对比，但是整体取样测试成本过高，在实际生产过程中存在限制性。同时，上述两种取样方法在选取薄弱位置时性能判断依据是采用测试中硬度、抗拉强度、弯曲性能的一种或几种也没有统一。
综上，大批量生产检测取样时因缺少相关的理论支持，且型材很多性能测试试验均为破坏性试验，无法对所有型材进行破坏性性能试验，只进行随机取样，难以准确地找到型材的薄弱区进行有针对性的检验复验。因此，急需一种铝合金型材的性能测试以及能够判断铝合金型材薄弱位置的可靠方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够准确找到铝合金型材的薄弱位置，进而进行有针对性检验校核的可靠的铝合金型材薄弱位置的测算方法。
本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，所述方法包括步骤：
S1、从待测铝合金型材中选取任一铝合金产品作为测试样品；所述待测铝合金型材是由若干同规格的铝合金产品组成，且所述待测铝合金型材为铝合金挤压型材；
S2、对所述测试样品进行试验前检测，并分析评价试验前检测结果；若试验前检测结果不符合有关标准，则返回步骤S1；若试验前检测结果符合有关标准，则执行步骤S3；
S3、对所述测试样品进行硬度测试，并分析评价硬度测试结果；若硬度测试结果不符合有关标准，则返回步骤S1；若硬度测试结果符合有关标准，则执行步骤S4；
S4、从所述测试样品中任意截取一段，并从所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验和弯曲试验，得到所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果；
S5、依据所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定所述截面上的不同位置的拉伸结果值和弯曲结果值；
S6、将所述截面上的不同位置的拉伸结果值和弯曲结果值分别代入铝合金型材薄弱参考模型，计算出所述截面上的不同位置的薄弱参考值；所述铝合金型材薄弱参考模型是关于任一规格铝合金型材在任一截面上各位置的拉伸性能和弯曲性能同该位置的薄弱程度之间的关系，且薄弱参考值越小，所在位置的薄弱程度越大；
S7、通过比较所述截面上的不同位置的薄弱参考值确定所截样品的薄弱位置；
S8、依据所截样品的薄弱位置判断所述测试样品的薄弱位置，并对所判断的所述测试样品的薄弱位置取样进行服役安全性能校核，进而判断所述测试样品是否满足使用要求；
S9、针对与所述测试样品同规格的任一铝合金产品进行检测时，在该铝合金产品通过试验前检测后，只需依据所述测试样品的薄弱位置对该铝合金产品在对应薄弱位置取样进行服役安全性能校核，即可判断该铝合金产品是否满足使用要求。
进一步，所述铝合金型材薄弱参考模型的表达式如下：
G＝aA+bB
式中，G为薄弱参考值；
A为拉伸结果值，所述拉伸结果值由所在位置拉伸试样的拉伸性能决定；
B为弯曲结果值，所述弯曲结果值由所在位置弯曲试样的弯曲性能决定；
a为拉伸性能比重系数，b为弯曲性能比重系数，且满足a+b＝1。(a和b为经验取值。)
进一步，确定所述拉伸性能比重系数a的取值方法的具体步骤包括：
S11、选取任一规格的铝合金挤压型材作为待试验型材；
S22、从待试验型材中选取任一铝合金产品作为试验样品；所述待试验型材是由若干同规格的铝合金产品组成；
S33、对所述试验样品进行试验前检测，并分析评价试验前检测结果；若试验前检测结果不符合有关标准，则返回步骤S22；若试验前检测结果符合有关标准，则执行步骤S44；
S44、对所述试验样品进行硬度测试，并分析评价硬度测试结果；若硬度测试结果不符合有关标准，则返回步骤S22；若硬度测试结果符合有关标准，则执行步骤S55；
S55、从所述试验样品中任意截取一段，并从所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验和弯曲试验，得到所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果；
S66、通过比较所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定所截样品的薄弱位置；
S77、依据所截样品的薄弱位置判断所述试验样品的薄弱位置，并对所判断的所述试验样品的薄弱位置取样进行服役安全性能校核，进而判断所述试验样品是否满足使用要求；
S88、依据步骤S55中所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定包括薄弱位置在内的3个以上所述截面上的不同位置的拉伸结果值A和弯曲结果值B，并分别代入所述铝合金型材薄弱位置参考模型的表达式G＝aA+bB中，用含a的代数式表示出所述截面上的不同位置的薄弱参考值，并根据任一规格铝合金型材在同截面上的薄弱位置的薄弱参考值小于非薄弱位置的薄弱参考值建立关于a的不等式，求解得到a的取值范围；
S99、重复执行步骤S11～S88，修正所述拉伸性能比重系数a的取值范围。
进一步，所述拉伸结果值的确定规则为：在同一位置选取3个以上拉伸试样，以所在位置拉伸试样的断后伸长率的平均值为所述拉伸结果值。
进一步，所述拉伸结果值的确定规则为：在同一位置选取3个以上拉伸试样，以所在位置拉伸试样的X倍断后伸长率的平均值为所述拉伸结果值，且X的取值范围为29.92～30.52。
进一步，所述弯曲结果值的确定规则为：弯曲试验结果分为出现缺陷和弯曲完整两种情况，出现缺陷用数值0表示，弯曲完整用数值1表示；在同一位置选取3个以上弯曲试样，对每个弯曲试样的弯曲试验结果进行统计得到每种弯曲试验结果出现的概率，并将每种弯曲试验结果的数值乘以对应的弯曲试验结果出现的概率，最后将乘积进行求和得到弯曲结果值。
进一步，所述拉伸性能比重系数a的取值范围为0.15～0.25。
进一步，所述拉伸性能比重系数a的值为0.2。
进一步，所述试验前检测包括：尺寸公差测量、化学成分分析、熔合口检测。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
(1)本发明提供的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，该方法是基于大量试验归纳得到的具备普适性的经验计算公式(即铝合金型材薄弱参考模型)，计算铝合金型材截面各位置薄弱参考值，由此对铝合金型材薄弱位置进行直接判断。
(2)通过该方法能够准确找到铝合金型材的薄弱位置，进而对同规格铝合金产品进行有针对性的检验校核，降低型材校验的随机性，保证试验结果的可靠性。
(3)对已确定薄弱位置的型材仅需进行安全服役校核；对未确定薄弱位置的型材，仅需通过拉伸试验和弯曲试验确定拉伸结果值和弯曲结果值并代入薄弱位置参考模型的表达式G＝aA+bB中，即可通过G值判断型材的薄弱位置，减小试验导致的型材损失和人力成本，提高检测效率。
(4)薄弱位置参考模型的表达式G＝aA+bB中，通过提高不同型材的测试量，并将测试结果结合现有数据，进一步建立关于a值的不等式，可以不断修正a值，提高a值的准确度。该方法为大规模生产检测铝合金型材的理论建立，提供了基础支持。
下面通过具体实施方式及附图对本发明作进一步详细说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1是本发明实施例中铝合金型材薄弱位置的测算方法流程图。
图2是本发明实施例中一号型材所截样品的截面上的三个取样位置示意图。
图3是本发明实施例中二号型材所截样品的截面上的四个取样位置示意图。
图4是本发明实施例中三号型材所截样品的截面上的三个取样位置示意图。
图5是本发明实施例中四号型材所截样品的截面上的五个取样位置示意图。
图6是本发明实施例中五号型材所截样品的截面上的七个取样位置示意图。
具体实施方式
实施例
本例给出的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，图1给出了该铝合金型材薄弱位置的测算方法流程图。该方法包括步骤：
S1、从待测铝合金型材中选取任一铝合金产品作为测试样品；待测铝合金型材是由若干同规格的铝合金产品组成，且待测铝合金型材为铝合金挤压型材。
S2、对测试样品进行试验前检测，并分析评价试验前检测结果；若试验前检测结果不符合有关标准，则返回步骤S1；若试验前检测结果符合有关标准，则执行步骤S3。
本例中试验前检测包括：尺寸公差测量、化学成分分析、熔合口检测。具体描述如下：
对测试样品采用相应精度的卡尺、千分尺、R规等测量工具或专用仪器测量壁厚尺寸、非壁厚尺寸、角度和倒角半径及圆角半径，并与《GB/T 14846-2014铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》进行对比，判断偏差是否在允许范围内。接着对测试样品进行化学成分分析，加工后的试样无明显可视的沟槽、无磨损、坑凹或包裹物，且具有足够的厚度，保证光谱分析时试样不被击穿，取样参照标准《GB/T17432-2012变形铝及铝合金化学成分分析取样方法》，测试结果与《GB/T 3190-2008变形铝及铝合金化学成分》对比。最后对测试样品熔合口进行观察，熔合口位置在体视显微镜下应无裂纹。对上述测试结果符合国家标准的型材进行后续力学性能测试，不符合国家标准的型材判断为不合格。
S3、对测试样品进行硬度测试，并分析评价硬度测试结果；若硬度测试结果不符合有关标准，则返回步骤S1；若硬度测试结果符合有关标准，则执行步骤S4。
本例中硬度测试具体包括：硬度测试选择全截面测量，得到硬度值后与《GB/T6892-2015一般工业用铝及铝合金挤压型材》标准值进行对比，并根据服役条件判断所用铝合金型材是否满足使用要求。
S4、从测试样品中任意截取一段，并从所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验和弯曲试验，得到截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果。
本例中拉伸试验和弯曲试验具体包括：对所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验，拉伸试验按照《GB/T 16865-2013变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》进行，拉伸试验结果需提供抗拉强度Rm、规定非比例延伸强度Rp0.2和断后伸长率。对所截样品的截面上的不同位置取样进行弯曲试验，弯曲试验按《GB/T 232-2010金属材料弯曲试验方法》，弯曲角为180°，试样弯曲后应无裂纹。
S5、依据截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定截面上的不同位置的拉伸结果值和弯曲结果值。
本例中拉伸结果值的确定规则为：在同一位置选取3个以上拉伸试样，以所在位置拉伸试样的断后伸长率的平均值为拉伸结果值。
本例中弯曲结果值的确定规则为：弯曲试验结果分为出现缺陷和弯曲完整两种情况，出现缺陷用数值0表示，弯曲完整用数值1表示；在同一位置选取3个以上弯曲试样，对每个弯曲试样的弯曲试验结果进行统计得到每种弯曲试验结果出现的概率，并将每种弯曲试验结果的数值乘以对应的弯曲试验结果出现的概率，最后将乘积进行求和得到弯曲结果值。
S6、将截面上的不同位置的拉伸结果值和弯曲结果值分别代入铝合金型材薄弱参考模型，计算出截面上的不同位置的薄弱参考值；铝合金型材薄弱参考模型是关于任一规格铝合金型材在任一截面上各位置的拉伸性能和弯曲性能同该位置的薄弱程度之间的关系，且薄弱参考值越小，所在位置的薄弱程度越大。
本例中铝合金型材薄弱参考模型的表达式如下：
G＝aA+bB
式中，G为薄弱参考值；
A为拉伸结果值，拉伸结果值由所在位置拉伸试样的拉伸性能决定；
B为弯曲结果值，弯曲结果值由所在位置弯曲试样的弯曲性能决定；
a为拉伸性能比重系数，b为弯曲性能比重系数，且满足a+b＝1。
本例中拉伸性能比重系数a的值为0.2。
S7、通过比较截面上的不同位置的薄弱参考值确定所截样品的薄弱位置。
S8、依据所截样品的薄弱位置判断测试样品的薄弱位置，并对所判断的测试样品的薄弱位置取样进行服役安全性能校核，进而判断测试样品是否满足使用要求。
对所判断的测试样品的薄弱位置取样进行服役安全性能校核，主要包括疲劳强度校核。疲劳试验依据《GB-T 3075-2008金属材料疲劳试验轴向力控制方法》进行，在薄弱位置选取30个试样，测定疲劳极限，并与使用要求疲劳强度进行对比。若高于使用要求，则该型材满足服役安全，后续同截面型材只需在该位置选取5个试样，5根试样中至少3根在要求强度下经历107次后样品无裂纹，不发生断裂，则判断满足使用要求；反之不满足。
S9、针对与测试样品同规格的任一铝合金产品进行检测时，在该铝合金产品通过试验前检测后，只需依据测试样品的薄弱位置对该铝合金产品在对应薄弱位置取样进行服役安全性能校核，即可判断该铝合金产品是否满足使用要求。
本例待测铝合金型材为一号型材(如图2所示)，取拉伸性能比重系数a的值为0.2，弯曲性能比重系数b的值为0.8，分别对所截样品的截面上的三个位置(如图2所示，分别用数字1、2、3表示)薄弱参考值进行计算，并验证三个位置中的薄弱位置。
在同一位置选取3个拉伸试样，由拉伸试验结果得出：
位置1：拉伸试样的断后伸长率的平均值为0.13；
位置2：拉伸试样的断后伸长率的平均值为0.14；
位置3：拉伸试样的断后伸长率的平均值为0.17。
在同一位置选取3个弯曲试样，由弯曲试验结果得出：
位置1：3个弯曲试样弯曲完整，0个弯曲试样出现缺陷，其弯曲结果值为3/3×1+0/3×0＝1；
位置2：2个弯曲试样弯曲完整，1个弯曲试样出现缺陷，其弯曲结果值为2/3×1+1/3×0＝2/3；
位置3：3个弯曲试样弯曲完整，0个弯曲试样出现缺陷，其弯曲结果值为3/3×1+0/3×0＝1。
利用铝合金型材薄弱参考模型(G＝0.2A+0.8B)对测试样品的三个位置薄弱参考值进行计算：
位置1：G＝0.2×0.13+0.8×1＝0.826
位置2：G＝0.2×0.14+0.8×2/3≈0.561
位置3：G＝0.2×0.17+0.8×1＝0.834
通过对上述三个位置薄弱参考值计算比较得出，位置2的薄弱参考值G≈0.561为最小，其位置最为薄弱，位置2为三个位置中的最薄弱位置。这与实际测试结果相符合。(实际测试具体数据略)
另外，本例确定拉伸性能比重系数a的取值方法的具体步骤包括：
S11、选取任一规格的铝合金挤压型材作为待试验型材。
S22、从待试验型材中选取任一铝合金产品作为试验样品；待试验型材是由若干同规格的铝合金产品组成。
S33、对试验样品进行试验前检测，并分析评价试验前检测结果；若试验前检测结果不符合有关标准，则返回步骤S22；若试验前检测结果符合有关标准，则执行步骤S44。(具体操作同本例中步骤S2所描述。)
S44、对试验样品进行硬度测试，并分析评价硬度测试结果；若硬度测试结果不符合有关标准，则返回步骤S22；若硬度测试结果符合有关标准，则执行步骤S55。(具体操作同本例中步骤S3所描述。)
S55、从试验样品中任意截取一段，并从所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验和弯曲试验，得到截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果。(具体操作同本例中步骤S4所描述。)
S66、通过比较截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定所截样品的薄弱位置。
本例中利用上述力学性能测试结果可得出试验样品中所截样品的薄弱位置，具体为：对于硬度试验，确定试验样品硬度是否高于国家标准，若不低于国家标准，则综合判断同一位置的拉伸性能和弯曲性能在各平行试样中是否均满足国家标准，若不满足则该位置为薄弱位置。
S77、依据所截样品的薄弱位置判断试验样品的薄弱位置，并对所判断的试验样品的薄弱位置取样进行服役安全性能校核，进而判断试验样品是否满足使用要求。(具体操作同本例中步骤S8所描述。)
S88、依据步骤S55中所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定包括薄弱位置在内的3个以上所述截面上的不同位置的拉伸结果值A和弯曲结果值B，并分别代入铝合金型材薄弱位置参考模型的表达式G＝aA+bB中，用含a的代数式表示出所述截面上的不同位置的薄弱参考值，并根据任一规格铝合金型材在同截面上的薄弱位置的薄弱参考值小于非薄弱位置的薄弱参考值建立关于a的不等式，求解得到a的取值范围。
本例中拉伸结果值的确定规则为：在同一位置选取3个以上拉伸试样，以所在位置拉伸试样的X倍断后伸长率的平均值为所述拉伸结果值，且X＝30。
本例中弯曲结果值的确定规则为：弯曲试验结果分为出现缺陷和弯曲完整两种情况，出现缺陷用数值0表示，弯曲完整用数值1表示；在同一位置选取3个以上弯曲试样，对每个弯曲试样的弯曲试验结果进行统计得到每种弯曲试验结果出现的概率，并将每种弯曲试验结果的数值乘以对应的弯曲试验结果出现的概率，最后将乘积进行求和得到弯曲结果值。
S99、重复执行步骤S11～S88，修正拉伸性能比重系数a的取值范围。
本例拉伸性能比重系数a的取值范围为0.15～0.25。
下面结合试验具体数据以及推导过程，对本例确定拉伸性能比重系数a的取值方法进行具体描述：
通过上述方法对不同规格铝合金型材进行大批量试验。由不同规格铝合金型材的拉伸性能测试结果可知，截面各批次抗拉强度Rm与规定非比例延伸强度Rp0.2波动较小，断后伸长率波动较大，因此断后伸长率对判断截面位置是否薄弱影响更大，断后伸长率可作为薄弱程度判断依据之一，铝合金型材薄弱参考模型(G＝aA+bB)中的A值参考拉伸结果中的断后伸长率，断后伸长率越小，A值越小，其位置薄弱程度越大。分析弯曲性能结果可知，较多弯曲试样中出现缺陷，弯曲试验结果可作为薄弱程度判断主要依据，且B值占比较A值更大，完整弯曲试样比例越小，B值越小，其位置薄弱程度越大。因此，薄弱参考值G计算结果越小，其位置的薄弱程度越大，力学性能越小。
基于上述方法对大量其他铝合金型材进行计算时发现各位置G值差别较小，截面同一位置同一批次A值平均变化幅度在0.01～0.055之间，B值平均波动幅度在0.33～0.67之间(通过大量型材所有位置计算得到的)，在a＝0.2和b＝0.8的比重系数下，G值对拉伸性能波动不敏感。现将A值修正为X倍断后伸长率作为计算，保证拉伸与弯曲的波动水平一致，确定a和b的取值区间，减小试验误差干扰，提高G值判断可信度。
下面对X值的确定方法进行具体描述：
令FA—A值波动幅度对G值的影响，FB—B值波动幅度对G值的影响，为保证拉伸与弯曲的波动水平相持，FA与FB需满足：
Figure BDA0002860623640000081
在a＝0.2和b＝0.8的比重系数下，FA＝0.2×(0.055-0.01)X＝0.009X，FB＝0.8×(0.67-0.33)＝0.272，确定倍数X的范围为29.92～30.52。具体计算过程如下：
Figure BDA0002860623640000082
Figure BDA0002860623640000083
29.92＜X＜30.52
因此，取X＝30可使G值对拉伸性能与弯曲性能波动同样敏感，进而减小试验误差干扰，提高G值判断可信度。
对本例待测铝合金型材为一号型材(如图2所示)，取拉伸性能比重系数a的值为0.2，弯曲性能比重系数b的值为0.8，以所在位置拉伸试样的30倍断后伸长率的平均值为所述拉伸结果值(即取X＝30)，分别对所截样品的截面上的三个位置(如图2所示，分别用数字1、2、3表示)薄弱参考值进行计算，并验证三个位置中的最薄弱位置。
在同一位置选取3个拉伸试样，由拉伸试验结果得出：
位置1：拉伸试样的断后伸长率的平均值为0.13×30；
位置2：拉伸试样的断后伸长率的平均值为0.14×30；
位置3：拉伸试样的断后伸长率的平均值为0.17×30。
在同一位置选取3个弯曲试样，由弯曲试验结果得出：
位置1：3个弯曲试样弯曲完整，0个弯曲试样出现缺陷，其弯曲结果值为3/3×1+0/3×0＝1；
位置2：2个弯曲试样弯曲完整，1个弯曲试样出现缺陷，其弯曲结果值为2/3×1+1/3×0＝2/3；
位置3：3个弯曲试样弯曲完整，0个弯曲试样出现缺陷，其弯曲结果值为3/3×1+0/3×0＝1。
利用铝合金型材薄弱参考模型(G＝0.2A+0.8B)对测试样品的三个位置薄弱参考值进行计算：
位置1：G＝0.2×0.13×30+0.8×1＝1.58
位置2：G＝0.2×0.14×30+0.8×2/3≈1.373
位置3：G＝0.2×0.17×30+0.8×1＝1.82
通过对上述三个位置薄弱参考值计算比较得出，位置2的薄弱参考值G≈1.373为最小，其位置最为薄弱，即位置2为三个位置中的最薄弱位置。这与实际测试结果相符合。(实际测试具体数据略)
因此，以所在位置拉伸试样的X倍断后伸长率的平均值为拉伸结果值，且X＝30，并基于所测的弯曲与拉伸测试数据，确定拉伸性能比重系数a的范围为0.15～0.25。具体计算推到过程如下：
图2给出了一号型材所截样品的截面上的三个取样位置示意图，在图中分别用数字1、2、3表示不同位置。
图3给出了二号型材所截样品的截面上的四个取样位置示意图，在图中分别用数字4、5、6、7表示不同位置。
图4给出了三号型材所截样品的截面上的三个取样位置示意图，在图中分别用数字8、9、10表示不同位置。
图5给出了四号型材所截样品的截面上的五个取样位置示意图，在图中分别用数字11、12、13、14、15表示不同位置。
图6给出了五号型材所截样品的截面上的七个取样位置示意图，在图中分别用数字16、17、18、19、20、21、22表示不同位置。
对于第1批次二号型材所截样品的截面上的四个取样位置(如图3所示)的A、B值如下：
Figure BDA0002860623640000101
由比重系数a+b＝1，得：
Figure BDA0002860623640000102
依据最薄弱位置的G值应小于其余位置，而薄弱参考值G17最小，G15次之，即：
G17<min{G14,G15,G16}
进而得到关于a的不等式：
1+2.099a<0.67+4.286a
由此，确定一个a的取值范围：a＞0.15。(见下表)
对于第2批次二号型材所截样品的截面上的四个取样位置(如图3所示)的A、B值如下：
Figure BDA0002860623640000103
由比重系数a+b＝1，得：
Figure BDA0002860623640000104
依据最薄弱位置的G值应小于其余位置，而薄弱参考值G27最小，G26次之，即：
G27<min{G24,G25,G26}
进而得到关于a的不等式：
0.67+3.581a<1+2.309a
由此，确定一个a的取值范围：a＜0.26。(见下表)
……
根据不同批次不同截面计算得到拉伸性能比重系数a的取值范围如下表所示。
表 拉伸性能比重系数a的取值范围
批次 一号型材 二号型材 三号型材 四号型材 五号型材
1 a＜0.52 a＞0.15 0＜a＜0.5 0＜a＜0.5 a＜0.77
2 a＜0.71 a＜0.26 0＜a＜0.5 0＜a＜0.5 a＜0.4
3 a＜0.45 a＜0.52 0＜a＜0.5 a＜0.32 a＜0.79
4 a＜0.26 a＜0.56 0＜a＜0.5 0＜a＜0.5 a＜0.39
5 0＜a＜0.5 a＜0.25 0＜a＜0.5 a＜0.53 a＜0.63
6 0＜a＜0.5 0＜a＜0.5 0＜a＜0.5 0＜a＜0.5 a＜0.78
7 0＜a＜0.5 a＜0.57 0＜a＜0.5 a＜0.33 a＜0.97
8 a＜0.65 a＜0.62 0＜a＜0.5 0＜a＜0.5 a＜0.73
9 0＜a＜0.5 a＜0.38 0＜a＜0.5 a＜0.36 a＜0.85
10 0＜a＜0.5 a＜0.66 0＜a＜0.5 a＜0.43 a＜0.81
由上表不同批次不同截面计算得到拉伸性能比重系数a的取值范围，确定拉伸性能比重系数a的取值范围为0.15～0.25。
扩充试验批次量，可进一步缩小拉伸性能比重系数a的取值范围。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明的具体实现并不受本文所示的实施例限制。

Claims (9)

1.一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1、从待测铝合金型材中选取任一铝合金产品作为测试样品；所述待测铝合金型材是由若干同规格的铝合金产品组成，且所述待测铝合金型材为铝合金挤压型材；
S2、对所述测试样品进行试验前检测，并分析评价试验前检测结果；若试验前检测结果不符合有关标准，则返回步骤S1；若试验前检测结果符合有关标准，则执行步骤S3；
S3、对所述测试样品进行硬度测试，并分析评价硬度测试结果；若硬度测试结果不符合有关标准，则返回步骤S1；若硬度测试结果符合有关标准，则执行步骤S4；
S4、从所述测试样品中任意截取一段，并从所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验和弯曲试验，得到所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果；
S5、依据所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定所述截面上的不同位置的拉伸结果值和弯曲结果值；
S6、将所述截面上的不同位置的拉伸结果值和弯曲结果值分别代入铝合金型材薄弱参考模型，计算出所述截面上的不同位置的薄弱参考值；所述铝合金 型材薄弱参考模型是关于任一规格铝合金型材在任一截面上各位置的拉伸性能和弯曲性能同该位置的薄弱程度之间的关系，且薄弱 参考值越小，所在位置的薄弱程度越大；
S7、通过比较所述截面上的不同位置的薄弱参考值确定所截样品的薄弱位置；
S8、依据所截样品的薄弱位置判断所述测试样品的薄弱位置，并对所判断的所述测试样品的薄弱位置取样进行服役安全性能校核，进而判断所述测试样品是否满足使用要求；
S9、针对与所述测试样品同规格的任一铝合金产品进行检测时，在该铝合金产品通过试验前检测后，只需依据所述测试样品的薄弱位置对该铝合金产品在对应薄弱位置取样进行服役安全性能校核，即可判断该铝合金产品是否满足使用要求。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述铝合金型材薄弱参考模型的表达式如下：
G＝aA+bB
式中，G为薄弱参考值；
A为拉伸结果值，所述拉伸结果值由所在位置拉伸试样的拉伸性能决定；
B为弯曲结果值，所述弯曲结果值由所在位置弯曲试样的弯曲性能决定；
a为拉伸性能比重系数，b为弯曲性能比重系数，且满足a+b＝1。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，确定所述拉伸性能比重系数a的取值方法的具体步骤包括：
S11、选取任一规格的铝合金挤压型材作为待试验型材；
S22、从待试验型材中选取任一铝合金产品作为试验样品；所述待试验型材是由若干同规格的铝合金产品组成；
S33、对所述试验样品进行试验前检测，并分析评价试验前检测结果；若试验前检测结果不符合有关标准，则返回步骤S22；若试验前检测结果符合有关标准，则执行步骤S44；
S44、对所述试验样品进行硬度测试，并分析评价硬度测试结果；若硬度测试结果不符合有关标准，则返回步骤S22；若硬度测试结果符合有关标准，则执行步骤S55；
S55、从所述试验样品中任意截取一段，并从所截样品的截面上的不同位置取样进行拉伸试验和弯曲试验，得到所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果；
S66、通过比较所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定所截样品的薄弱位置；
S77、依据所截样品的薄弱位置判断所述试验样品的薄弱位置，并对所判断的所述试验样品的薄弱位置取样进行服役安全性能校核，进而判断所述试验样品是否满足使用要求；
S88、依据步骤S55中所述截面上的不同位置的拉伸试验结果和弯曲试验结果确定包括薄弱位置在内的3个以上所述截面上的不同位置的拉伸结果值A和弯曲结果值B，并分别代入所述铝合金型材薄弱参考模型的表达式G＝aA+bB中，用含a的代数式表示出所述截面上的不同位置的薄弱参考值，并根据任一规格铝合金型材在同截面上的薄弱位置的薄弱参考值小于非薄弱位置的薄弱参考值建立关于a的不等式，求解得到a的取值范围；
S99、重复执行步骤S11～S88，修正所述拉伸性能比重系数a的取值范围。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述拉伸结果值的确定规则为：在同一位置选取3个以上拉伸试样，以所在位置拉伸试样的断后伸长率的平均值为所述拉伸结果值。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述拉伸结果值的确定规则为：在同一位置选取3个以上拉伸试样，以所在位置拉伸试样的X倍断后伸长率的平均值为所述拉伸结果值，且X的取值范围为29.92～30.52。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述弯曲结果值的确定规则为：弯曲试验结果分为出现缺陷和弯曲完整两种情况，出现缺陷用数值0表示，弯曲完整用数值1表示；在同一位置选取3个以上弯曲试样，对每个弯曲试样的弯曲试验结果进行统计得到每种弯曲试验结果出现的概率，并将每种弯曲试验结果的数值乘以对应的弯曲试验结果出现的概率，最后将乘积进行求和得到弯曲结果值。
7.根据权利要求2或3所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述拉伸性能比重系数a的取值范围为0.15～0.25。
8.根据权利要求7所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述拉伸性能比重系数a的值为0.2。
9.根据权利要求1或3所述的一种铝合金型材薄弱位置的测算方法，其特征在于，所述试验前检测包括：尺寸公差测量、化学成分分析、熔合口检测。
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