CN113670810A - 一种采用线切割测试h型钢残余应力的试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了本发明提供了一种采用腹板切口法测试H型钢残余应力的试验方法，过程包括以下步骤：1)试样准备2)腹板切割3)测量。利用线切割机床进行切割，切口表面质量好，无机械加工中的宏观切削力。试样长度600mm，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝，切口长度400mm，切割过程采用计算机编程控制，切口尺寸精度高。使用平均值法进行残余应力位移值测量，以减少测量误差。用游标卡尺进行测量，要求位移值(+或‑)≤3.75mm。

Description

一种采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法
技术领域
本发明涉及一种采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法。
背景技术
钢铁材料残余应力测定有多种方法，主要有分割法、贴应变片法、锯切口法、穿孔法、X射线衍射法、中子衍射法和超声应力测定法等。由于最多的主要是破坏性的腹板锯切法和横断面锯切法，而且都已被采纳到H型钢的标准中。美国铁路工程保养协会标准中的H型钢技术条件AREMA—2009标准中对H型钢中残余应力的评定方法采用腹板锯切法。
传统的腹板锯切法采用合金锯片切削，受到切削加工过程中产生振动，切削速度，刀具的几何形状、尺寸等因素影响，加工时产生的几何形状误差较大。由于切削力大而且不平均，残余应力释放的过程中，由于塑性变形引起的加工残余应力很大，影响H型钢材料残余应力的正常释放。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法，包括如下步骤：
S1、试样准备
在距离成品H型钢≥3m的地方取1000mm长的H型钢，在H型钢1/2H的轨头、底各做标记，使用游标卡尺测量切口前H型钢断面所标识的各点间距；
S2、腹板锯切
利用线切割专用钼丝切割机床在1/2H处沿腹板方向切割；要求加工范围≥600mm，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。切割过程采用计算机控制，要求加工速度：100～200mm/h，切口长度400mm；
S3、测量
试验过程中使用游标卡尺测量垂直位移；为控制误差，设计在H型钢截面取五段距离进行测量，然后求垂直位移的平均值以减小误差。
进一步的，所述步骤S3中，用游标卡尺进行测量时要求位移±值≤3.75mm。
进一步的，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。
进一步的，使用加工范围≥400mm的专用钼丝切割机，切割过程采用计算机编程控制。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
采用钼丝切割机床进行腹板切割试验，线切割直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，工件切削表面质量高，切口尺寸精度好，对H型钢自身的残余应力释放干扰小，可较真实地反映H型钢矫直后的残余应力。提高测试准确度。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为标记点示意图；
图2为腹板锯切残余应力示意图。
具体实施方式
一种采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法，包括如下步骤：
S1、试样准备
在距离成品H型钢≥3m的地方取1000mm长的H型钢，在H型钢1/2H的轨头、底各做标记，使用游标卡尺测量切口前H型钢断面所标识的各点间距。标记位置距轨顶、底距离为6mm，每个点距离为10mm，记为AA′、BB′、CC′、DD′、EE′。如图1所示。
S2、腹板锯切
利用线切割专用钼丝切割机床在1/2H处沿腹板方向切割，切口位置距轨底高度如下表：
表1腹板切割位置
Figure BDA0003175238210000031
要求加工范围≥600mm，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。切割过程采用计算机控制，要求加工速度：100～200mm/h，切口长度400mm，如图二所示。
S3、测量
试验过程中使用游标卡尺测量垂直位移，由于偶然因素、测量习惯等因素，产生误差较大。为控制误差，设计在H型钢截面取五段距离进行测量，然后求垂直位移的平均值以减小误差。
切口在轨高方向位移Δt：
Δt＝1/5(ΔAA′+ΔBB′+ΔCC′+ΔDD′+ΔEE′)
(1)
式中ΔAA′、ΔBB′、ΔCC′为各点在轨高方向位移：
ΔAA′＝AA′切口后-AA′切口前；
ΔBB′＝BB′切口后-BB′切口前；
ΔCC′＝CC′切口后-CC′切口前；
ΔDD′＝DD′切口后-DD′切口前；
ΔEE′＝EE′切口后-EE′切口前；
根据AREMA—2009标准中对H型钢中残余应力的评定方法要求，Δt≤3.75mm的H型钢被视为合格，。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、试样准备
在距离成品H型钢≥3m的地方取1000mm长的H型钢，在H型钢1/2H的轨头、底各做标记，使用游标卡尺测量切口前H型钢断面所标识的各点间距；
S2、腹板锯切
利用线切割专用钼丝切割机床在1/2H处沿腹板方向切割；要求加工范围≥600mm，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。切割过程采用计算机控制，要求加工速度：100～200mm/h，切口长度400mm；
S3、测量
试验过程中使用游标卡尺测量垂直位移；为控制误差，设计在H型钢截面取五段距离进行测量，然后求垂直位移的平均值以减小误差。
2.根据权利要求1所述的采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法，其特征在于：所述步骤S3中，用游标卡尺进行测量时要求位移±值≤3.75mm。
3.根据权利要求1所述的采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法，其特征在于：钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。
4.根据权利要求1所述的采用线切割测试H型钢残余应力的试验方法，其特征在于：使用加工范围≥400mm的专用钼丝切割机，切割过程采用计算机编程控制。
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