加载速度对金属材料屈服强度的影响

加载速度对金属材料屈服强度的影响 朱福和 潘旦生 金属材料屈服强度指标是机械设计的主 要依据之一 , 因此测试屈服强度数据的准确 性和精度 , 对机械设计和结构的使用寿命就 显得特别重要 。 影响屈服强度指标的因素很多 , 大致可 分为两大类 � 其一 , 是金属材料本 质 的影 响 , 如合金化 、 热处理 、 冷热加工所决定的 组织状态 、化学成份等� 其二 , 是试验温度 、 加载速度 、 应力状态 、 介质环境 、 测试精度 等外因条件影响。 本文仅限于探讨加载速度对金属材料屈 服强度的影响 。 国标 !∀ ∀ #一∃% 规定在屈服 点之前 , 应力增加率为 & 公 斤力∋毫米 ∀ ∋秒 。 日本 () ∗ + ∀ ∀ , ∀ 规 定在屈服点之前 , 试样受 平均应力为 &一− 公斤力∋ 毫米叮秒。 有些文 献报导以 &.// , 0 & . 一 ∀ ∋秒的应变速率缓 慢 加 载 。 或试验机两夹头的相对位移速度通常不 大于原标距长度的 # 1 ∋分 , 仲裁试验时不大 于原标距长度的 . 2 .∀ ∋分 。 由此认为 , 要探讨 加载速度对金属材料屈服强度的影响必需考 虑 � 应力增加率 、 应变增加率和经过时间三 个因素的影响。 一 、 试验材料及试验方法 采用供应状态的价∀. 毫米 朽 钢 , 加工 成诱&. 毫米 3 4 2 %4 侧5. 短比例 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 试样 。 试 验设备用 6 7 ∀4 型液压式万能材料试验机 , 载荷一伸长曲线图由 8 ! 一∀ 型 电 子变形记录 仪自动绘制 , 放大倍数 9 二 4. 。 试样加载条 件分别用 . 2 &一∀ 2 44 公斤力∋毫米 ∀∋ 秒 , 所对 应的空载上下夹头相对位移 速 度 为 . 2 %# 0 &# 2 ∀ 毫米∋ 分。 二 、 试验结果和 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 试验结果列于表 & 。 应力增加率 、 试验机表盘载荷读数等试 验条件列于表 ∀ 。 表 & 试验结果表明, 试样承受 . 2 & 公斤 力∋ 毫米∋ 秒应力时 , 屈服强度数据最低 , 承 受 ∀ 2 44 公斤力 ∋ 毫米 ∀∋ 秒应力时 , 屈服强度 数据最高 , 其最低和最高平均值 相 差 ∀ 2 4: 公斤力 ∋毫米∀ 。 随着试样承受应力的增大 , 曲线屈服平 台逐渐向上升高。 试样承受应力增加率和屈 表 ; 试验条件和试验结果 应力增加速率<公斤力 ∋毫米即秒 = 表盘载荷 读数<公斤∋ 秒= 空载上下夹头相对位移速度<毫米 ∋分 = 屈服强度〔公斤力 ∋ 毫米∀= . 2 % # & 2 . , & 2 ∃ # ∀ 2 4 − 2 4 三 2 牛 : 2 ∀ & & 2 . &− 2 # % & # , ∀ 斗− 2 : ∃ ,牛2 4 , , 2 4 % , , 2 : 4 , , 2 : 毕4 2 − − ∀ 斗4 2 # & , % 2 ∀ ∀ ,% 2 斗∃ 的科肠:&∃∃钓,#∃1朽们科,,科科,4朽朽杨只�门���� !���∀‘口门#工∃%八门八乙‘、� &∋,(月胜) 内#目,八∗&份,白勺产,#%∀、+ ,工,且弓‘,#∗��白州,−尸,..⋯⋯,�����,,),, 一 / ) 一 表 ∀ 在一定的试验条件下 , 自动绘制的 载荷一伸长曲线 表 盘 载 荷 读 数 <公斤∋ 秒= 应 力 增 加 率<公斤力∋毫米即秒= 载荷 一伸长曲线编号 4 % ∃ # : &. & − & , & 4 &&−乃−#%,.∀4−:&弘.....&&&# ∀&.∀.−.4.#.∀.刃.. &&>;2勺‘ 服强度关系 , 具有一定斜率的直线关系 。 由 此说明 , 加载速度对金属材料屈服强度的确 有影响 。 由表 & 可知 , 应力 增 加 率 . 2 &− 0 . 2 % , 公斤力∋ 毫米∀ ∋秒 , 所对应的上下 夹头位移 速度为 & 2 ., 0 − 2 4 毫米∋ 分的屈服强度 数 据 比较稳定 , 只是小数点后面的数据有逐渐增 加的趋势。 在这一试验范围条件下 , 加载速 度对屈服强度的影响很小 , 基本上可以认为 是一组平行试验数据 , 其平均最大值和最小 值之差为 . 2盯 公斤力 ∋毫米 ∀ , 也就是数据最 大分散值为 . 2 斗∃ 公斤力∋ 毫米∀ , 符合 士 & 1 精 度 要 求 。 应力增加率为 & 2 .∀ 公斤力∋ 毫 米∀ ∋ 秒时的数据比 . 2 &− 0 . 2 % ,公斤力 ∋ 毫米 ∀ ∋秒的数据平均值高 . 2 ∃& 公斤力∋毫米“, 已 显示出加载速度对屈服强度的影响 。 从图 ∀ 可知 , 以 & 2 . ∀ 公斤力 ∋毫米 ∀ ∋ 秒 开始到 ∀ 2 44 公斤力 ∋毫米 “∋ 秒的 应力增加率 和屈服强度关系直线出现明显的斜率 , 斜线 左右两端屈服强度数据相差 ∀ 2 4: 公斤力∋ 毫 米 ∀ , 即加载速度对屈服强度的影响 已 非 常 明显 。 由此认为 , 测定金属材料屈服时 , 不 能随心所欲随便加载 , 必须严格控制加载速 度。 加载速度太快 , 塑性变形滑移面不利于 向外加载荷方向转动 , 相当于增加滑移面的 阻力 。 同时形变硬化得不到回复过程 , 使继 续塑性变形的阻力增大 , 在宏观便表现出屈 服强度的增高。 试验结果证明 � 以缓慢加载能获得正确 的金属材料屈服强度指标值 。 以试样承受应 力增加率《 & 公斤力∋ 毫米 ∀∋ 秒 , 表盘读数 为 &. 0 # . 公斤∋ 秒为最佳 。 参加本试验工作的还有程德明同志 。 美 国 与 加 拿 大 的 酸 雨 争 端 酸雨中的含酸量比正常雨水 <净水 = 含酸量大 ∀4 倍 。 主要由于燃煤锅炉排入大气的 4 . ∀ 和 9 ? 3 , 与空气中水蒸汽混合 , 并化合成为硫酸和硝酸 , 最后作为雨水的一部分而形成 酸 雨 。 在美国 , 每年排入大气的 4 . � 达 − ... 万吨 , 其中约有 :.. 万吨被风吹入了加拿大 。 加 拿大每年排入大气的 4 . ∀达 斗,. 万吨 , 加拿大 ≅Α Β Χ 公司萨德伯里炼镍厂被认为是世界上最严 重的 4 . � 污染发源地 , 在 & : #. 年该厂每天排入大气的 4 . � 达 − −. . 吨 。 现已通过一项新法 令 , 要求该厂在 & : # − 年之前将 4 . � 排放量 降 至 &: 4. 吨 ∋天 。 美国认为 , 降落在美国的酸 雨 , 其中有 &41 来源于加拿大 。 <丁 垣编译自《Δ ;Ε ΕΦ Γ ΗΕΙ ;ϑ Χ Γ;Κ 》 , & :#.年# 、:月 � 《Δ ;Ε Ε Φ ΓΗΕ Ι ; Λ Ε Μ ΗΕ Ν 》 , & :# & 年 & & 月 & − 日= 一 ∃− 一 ΕΟΦΙΠ;ΗΟΘΕ Κ Ι Α Κ ΦΘ ΙΦ Ρ 一 &, Σ , 一Σ � Τ Σ � ∋ ∀ ΙΟ Χ Γ ΗΥ ΗΑ Ι ;;ς ΙΚ Χ ΣΦ Ε Κ &4 ΙΕ ΕΩ Γ ΙΦΕ 2 甲ΘΕ Α , 。ΦΙ Γ ΦΗΑ Υ )Γ Χ Ξ ΦΘ Ε Ε Ψ Ω Ι ΦΗΧ Α Χ ) Ξ Χ ΦΗΧ Α , ΦΘ Ε Ι Ω ΦΘ Χ Γ ΖΓ Χ Μ ΕΟ ΦΘΕ ΙΩ ΦΘ Ε Α Ε ΗΦς Χ ) ΦΘ Ε Χ ΓΗΥ ΗΑ Ι ; ≅[;Ε ΦΘΧ Κ 2 Σ Ι Α (Ω Α , 《Ρ Φ ΦΙ ΗΑ ΗΑ Υ ΦΘ Ε Χ Σ ΦΗΞ Ι ; ∴ Ι;Ω Ε Χ ) ΦΘ Ε ∗Ε Ε Χ Α Κ Ι Γ ς ≅Ξ Σ Ω ;ΧΕ Σ Γ Ε ΟΟ Ω Γ Ε Π ς Ρ Κ >Ω ΟΦΞ Ε ΑΦ 》 , 《Ζ Χ Ν Ε Γ Δ Α Υ ΗΑ Ε Ε Γ ΗΑ Υ 》 , &: # ∀ , 9 Χ , , , Σ Σ , , #一 4& ≅Α ΦΘ ΗΟ Ι Γ ΦΗΕ ;Ε Ι Γ Ι ΦΗΧ Α Ι; Ξ Ε ΦΘΧ Κ Χ ) ΙΚ> Ω ΟΦΞ Ε Α Φ Π ς ΓΑ Ε Ι Α Ο Χ ) Ν Θ ΗΕΘ ΦΘΕ Χ Σ ΦΗΧ Α Ι ; Μ Ι;Ω Ε Χ ) Ο Ε Ε Χ Α Κ Ι Γς ΗΞ Σ Ω ;Ο Ε Σ Γ ΕΟ ΟΩ Γ Ε &4 ΙΦ Φ ΙΗΑ Ε Κ Γ ΙΣ ΗΚ ;ς Ι Α Κ Ι Ε Ε Ω ΓΙ ΦΕ ;ς &4 Κ Ε Ο Β Γ ΗΠ Ε Κ · Ρ Ε Χ Α Ε Γ Ε Φ Ε Ε 3 ΙΞ Ζ;Ε Χ ) Ε Ι;Ε Ω ;Ι ΦΗΧ Α )Χ Γ Φ;Η Ε ΙΚ> Ω Ο ΦΞ Ε Α Φ &4 ΖΓ Ε Χ Ε Α ΦΕ Κ , ] Ω ⊥ Ι Χ 一 ;ΗΑ , 《ϑ Ε ;Κ ΗΑ Υ [ Ε Ε Θ Α ΗΨ Ω Ε Χ ) ΦΘ Ε ΖΓΕ Ο ΟΩ Γ Ε Ζ Ι Γ ΦΟ Χ ) 6 ΦΗ ;ΗΦς ! 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