CN114608950A - 一种利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，包括以下步骤：1)通过加热炉对试样进行加热，与此同时，向冷却水通道内通入循环冷却水；2)根据试验时间设定控制器的采样频率；3)待加热炉对试样加热至目标温度后，再进行保温，待试样完全热透，手动控制移动上横梁，对试样施加预加载力，以消除试样与上连杆之间的间隙；4)对试样施加初始载荷，万能试验机按预设定的程序进行试验，直至试样断裂或达到预期的应变时停止试验，该方法能够利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验。

Description

一种利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法
技术领域
本发明属于材料力学性能技术领域，涉及一种利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法。
背景技术
慢应变速率拉伸试验用来考察金属材料应力腐蚀扩展、焊接后延迟开裂倾向以及材料在不同加载速率下力学性能的差异等，由于试验的特殊要求，试验一般在专门的慢应变速率拉伸试样7机上完成。
慢应变速率拉伸试验机不一定每个材料研究机构或检验机构都有所配备，但万能试验机作为材料性能研究的最基本设备几乎都有所配备，慢应变速率拉伸试验机虽然与万能试验机在细节设计上和功能使用上有所区别，但二者原理相近，因此，如果能在万能试验机上进行相应的功能改造和设置，以使其满足慢应变速率拉伸试验的要求，既可以减少机构的设备投资成本，一机多用，提高设备使用率，又由于万能试验机一般吨位都比专门的慢应变速率拉伸试验机大，试验时可以使用较大尺寸的试样7，试验结果将更加可靠，然而现有技术并没有给出类似的公开。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，该方法能够利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验。
为达到上述目的，本发明所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，电子万能试验机包括控制器、底座、上横梁、传感器、上连杆、下连杆、加热炉、不锈钢热辐射挡板及两根立柱；
两根立柱固定于底座上，上横梁固定于两根立柱之间，传感器位于上连杆的上端与上横梁之间，试样位于上连杆的下端与下连杆的上端之间，下连杆的下端位于底座上，试样位于加热炉内，不锈钢热辐射挡板套接于上连杆上，上连杆上端的侧面设置有冷却水通道，传感器与控制器相连接；
包括以下步骤：
1)通过加热炉对试样进行加热，与此同时，向冷却水通道内通入循环冷却水；
2)根据试验时间设定控制器的采样频率；
3)待加热炉对试样加热至目标温度后，再进行保温，待试样完全热透，手动控制移动上横梁，对试样施加预加载力，以消除试样与上连杆之间的间隙；
4)对试样施加初始载荷，万能试验机按预设定的程序进行试验，直至试样断裂或达到预期的应变时停止试验。
试样的几何中心低于加热炉的几何中心20mm。
冷却水通道冷却水进口处的水温小于等于30℃。
冷却水的流量为0.05m3/h。
当试验时间小于500h时，控制器的采样频率为5Hz。
初始载荷为100N。
保温时间为30min。
对试样施加不超过预估最高载荷5％的预加载力。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法在具体操作时，将试样夹持于上连杆与下连杆之间，通过加热炉对试样进行加热，通过上横梁对试样施加载荷，以实现对试样的慢应变速率拉伸试验，操作简单、方便，实用性极强。
附图说明
图1为万能试验机的结构图。
其中，1为上横梁、2为传感器、3为冷却水通道、4为上连杆、5为不锈钢热辐射挡板、6为加热炉、7为试样、8为下连杆、9为立柱、10为底座、11为控制器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
万能试验机包括底座10、上横梁1、传感器2、上连杆4、下连杆8、加热炉6及不锈钢热辐射挡板5；
两根立柱9固定于底座10上，上横梁1固定于两根立柱9之间，传感器2位于上连杆4的上端与上横梁1之间，试样7位于上连杆4的下端与下连杆8的上端之间，下连杆8的下端位于底座10上，试样7位于加热炉6内，不锈钢热辐射挡板5套接于上连杆4上，上连杆4上端的侧面设置有冷却水通道3。
参考图1，本发明所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法包括以下步骤：
1)在进行高温拉伸试验时，通过加热炉6将试样7加热至试验所需的温度，试样7的几何中心低于加热炉6的几何中心20mm，与此同时，向冷却水通道3内通入循环冷却水，其中，冷却水通道3冷却水进口处的水温小于等于30℃，冷却水流量为0.05m3/h；
2)根据试验时间设定控制器11的采样频率，其中，当试验时间小于500h时，控制器11的采样频率为5Hz；
3)以试样7标距50mm为例，拉伸应变速率为10-6s-1～10-1s-1，将应变速率等效为上横梁1的位移速率，以位移控制模式进行试验，同一个试样7，可分段设定不同的拉伸速率；
4)加热炉6升至目标温度，再保温30min，待试样7完全热透，手动控制移动上横梁1，对试样7施加不超过预估最高载荷5％的预加载力，以消除试样7与上连杆4之间的间隙，可重复该操作2～3次；
5)对试样7施加为100N的初始载荷，万能试验机按预设定的程序进行试验，直至试样7断裂或达到预期的应变时停止试验。
通过移动上横梁1对试样7施加试验载荷；试样7可以根据实验目的，在试验机载荷允许范围内，以最大化接近样品的实际受力为前提，可以加工任意合理尺寸或形式的试样7；
通过不锈钢热辐射挡板5，防止长时间运行下加热炉6热辐射造成传感器2损坏；由于万能试验机在设计时大多未考虑设备长时运行的稳定性，通过不锈钢热辐射挡板5可以防止连续散热对传感器2造成影响，提高设备稳定性；
通过通入冷却水，防止长时间运行下上连杆4热传导造成传感器2损坏，冷却水流量根据与传感器2接触上连杆4表面温度进行调节，该部位温度不宜超过50℃。

Claims (8)

1.一种利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，电子万能试验机包括控制器(11)、底座(10)、上横梁(1)、传感器(2)、上连杆(4)、下连杆(8)、加热炉(6)、不锈钢热辐射挡板(5)及两根立柱(9)；
两根立柱(9)固定于底座(10)上，上横梁(1)固定于两根立柱(9)之间，传感器(2)位于上连杆(4)的上端与上横梁(1)之间，试样(7)位于上连杆(4)的下端与下连杆(8)的上端之间，下连杆(8)的下端位于底座(10)上，试样(7)位于加热炉(6)内，不锈钢热辐射挡板(5)套接于上连杆(4)上，上连杆(4)上端的侧面设置有冷却水通道(3)，传感器(2)与控制器(11)相连接；
包括以下步骤：
1)通过加热炉(6)对试样(7)进行加热，与此同时，向冷却水通道(3)内通入循环冷却水；
2)根据试验时间设定控制器(11)的采样频率；
3)待加热炉(6)对试样(7)加热至目标温度后，再进行保温，待试样(7)完全热透，手动控制移动上横梁(1)，对试样(7)施加预加载力，以消除试样(7)与上连杆(4)之间的间隙；
4)对试样(7)施加初始载荷，万能试验机按预设定的程序进行试验，直至试样(7)断裂或达到预期的应变时停止试验。
2.根据权利要求1所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，试样(7)的几何中心低于加热炉(6)的几何中心20mm。
3.根据权利要求1所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，冷却水通道(3)冷却水进口处的水温小于等于30℃。
4.根据权利要求1所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，冷却水的流量为0.05m3/h。
5.根据权利要求1所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，当试验时间小于500h时，控制器(11)的采样频率为5Hz。
6.根据权利要求1所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，初始载荷为100N。
7.根据权利要求1所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，保温时间为30min。
8.根据权利要求1所述的利用电子万能试验机进行慢应变速率拉伸试验的方法，其特征在于，对试样(7)施加不超过预估最高载荷5％的预加载力。
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