管材環向拉伸性能測試方法
2023-06-24 02:37:26 2
專利名稱：管材環向拉伸性能測試方法
技術領域：
本發明涉及一種管材環向性能的測試方法。
背景技術：
在很多工業領域，管材特別是圓截面管材是最為常見、應用最為廣泛的一種材料。管材有時用作承載結構件，如建築行業中常見的框架或者高壓系統中的管路；有的情況下需要對管材進行二次加工，如彎曲、擴口、縮徑、脹形等。不同的使用情況，對管材的性能要求也不相同。例如，如果利用管材輸送高壓的液體或氣體，需要管材具有足夠的強度來承受內部的高壓作用；如果需要對管材進行二次加工，則要求管材具有一定的塑性變形能力。最常用的評價材料塑性變形能力的方法是單向拉伸實驗。對於焊管，可以用初始板材不同方向的拉伸性能來近似代替焊管的軸向和環向拉伸性能。但是，在直徑較小、材料強度較高的焊管彎曲過程中，會產生嚴重的加工硬化現象，管材的環向變形性能將發生明顯變化。因此，用初始板材的性能來代替焊管的性能必然產生較大誤差。對於無縫管，如擠壓管或冷拔管，管材沿軸向和環向的變形性能有很大差別。管材沿軸向的拉伸性能可以通過沿軸向切取弧狀試樣或將弧狀試樣展平後進行拉伸試驗獲得。而對於沿環向或其它方向的拉伸性能，常需要將管材切開後展平再進行拉伸。同理，對於直徑較小、材料強度較高的情況，展平過程產生的加工硬化將引起管材性能的明顯變化，這同樣影響管材拉伸性能測試結果的準確性。準確測量管材沿不同方向的拉伸性能，對評價管材的綜合變形能力具有非常重要的意義。為了更好地測量和描述管材的環向拉伸性能，需要一種能夠直接測試管材環向拉伸性能的方法。
發明內容
本發明的目的是為解決現有管材拉伸性能測試方法的準確性問題，提供一種管材環向拉伸性能測試新方法。本發明具有更為準確地測量管材沿環向的拉伸變形性能的特點。本發明的技術方案是按以下步驟實現的一、將具有一定長度的管材圓環試樣的一側沿軸向切開，將切口兩側各四分之一周長的管材展平，其餘部分的管材保持圓弧狀不變；二、將具有和管材內徑相同直徑的半圓形棒穿過管材，半圓形棒的兩端與材料拉伸試驗機的上夾具相連；三、將寬度等於管材內徑的夾持芯棒置於展平的管材之間，利用材料拉伸試驗機的下夾具將展平的管材夾緊在夾持芯棒上；四、開動材料拉伸試驗機拉動上夾具和下夾具，使圓環試樣發生拉伸變形，得到管材環向的拉伸性能試驗數據。本發明另一種方法的技術方案是按以下步驟實現的一、將管材切成長度為1～50mm的圓環試樣；二、將具有和圓環試樣內徑相同直徑的第一半圓形棒和第二半圓形棒穿過圓環試樣的內壁，第一半圓形棒的兩端通過第一連接體與材料拉伸試驗機的上夾具相連，第二半圓形棒的兩端通過第二連接體與材料拉伸試驗機的下夾具相連；三、開動材料拉伸試驗機拉動上夾具和下夾具，使圓環試樣發生拉伸變形，得到管材環向的拉伸性能試驗數據。本發明兩種方法的有益效果均為①本發明採用管材原有的圓環狀或圓弧狀的試樣進行拉伸，可以避免將試樣展平過程中加工硬化引起的管材性能變化，從而可以更為準確地測試管材的環向拉伸性能；②採用圓環狀或圓弧狀的管材試樣進行拉伸，管材的受力狀態和變形比單向拉伸試驗更接近於管材的脹形過程，可以更好地表徵管材的脹形變形能力。
圖1是具體實施方式
一中半圓形棒3、夾持芯棒6、上夾具1和下夾具7的應用狀態示意圖，圖2是具體實施方式
四中第一半圓形棒13、第二半圓形棒16、上夾具11和下夾具19的應用狀態示意圖，圖3是圖2的A向視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一(參見圖1)本實施方式的技術方案是按以下步驟實現的一、將具有一定長度管材5的一側沿軸向切開，將切口兩側各四分之一周長的管材展平，其餘部分的管材保持圓弧狀不變；二、將具有和管材內徑相同直徑的半圓形棒3穿過管材5的內壁，半圓形棒3的兩端通過連接體2與材料拉伸試驗機的上夾具1相連；三、將寬度等於管材5內徑的夾持芯棒6置於展平的管材5的兩端管壁之間，利用材料拉伸試驗機的下夾具7將展平的管材5的兩端夾緊在夾持芯棒6上；四、開動材料拉伸試驗機拉動上夾具1和下夾具7，使圓弧部分的管材5發生拉伸變形，得到管材5環向的拉伸性能試驗數據。本實施方式管材5的長度為1～50mm。管材5發生拉伸變形的拉力為5～450Mpa。
具體實施方式
二(參見圖1)本實施方式與具體實施方式
一的不同點在於，在半圓形棒3的棒體內開有圓孔8，在圓孔8內設有電加熱棒4用於對管材5進行加熱，管材5的加熱溫度為20～800℃。將管材5加熱到一定溫度以後再進行拉伸，可以測定不同溫度下管材5的環向拉伸性能。其它工藝條件和工藝步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三(參見圖1)本實施方式與具體實施方式
一的不同點在於，在半圓形棒3與管材5之間放有潤滑劑二硫化鉬。在半圓形棒3與管材5之間保持良好的潤滑來減小摩擦對管材變形的影響，使管材的變形更接近於單向拉伸應力狀態。其它工藝條件和工藝步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四(參見圖2、圖3)本實施方式的技術方案是按以下步驟實現的一、將管材15切成長度為1～50mm的圓環試樣；二、將具有和管材內徑相同直徑的第一半圓形棒13和第二半圓形棒16穿過管材15的內壁，第一半圓形棒13的兩端通過第一連接體12與材料拉伸試驗機的上夾具11相連，第二半圓形棒16的兩端通過第二連接體18與材料拉伸試驗機的下夾具19相連；三、開動材料拉伸試驗機拉動上夾具11和下夾具19，使管材15發生拉伸變形，得到管材15的環向拉伸性能試驗數據。管材15發生拉伸變形的拉力為5～450Mpa。
具體實施方式
五(參見圖2、圖3)本實施方式與具體實施方式
四的不同點在於，在第一半圓形棒13的棒體內開有第一圓孔20，在第一圓孔20內設有第一電加熱棒14，在第二半圓形棒16的棒體內開有第二圓孔21，在第二圓孔21內設有第二電加熱棒17，第一電加熱棒14和第二電加熱棒17同時用於對被拉伸試驗的管材15進行加熱，管材15的加熱溫度為20～800℃。將第一半圓形棒13、第二半圓形棒16以及管材15加熱到一定溫度以後再進行拉伸，可以測定不同溫度下管材15的環向拉伸性能。其它工藝條件和工藝步驟與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六(參見圖2、圖3)本實施方式與具體實施方式
四的不同點在於，在第一半圓形棒13、第二半圓形棒16與管材15之間放有潤滑劑二硫化鉬。在第一半圓形棒13、第二半圓形棒16與管材15之間保持良好的潤滑來減小摩擦對管材變形的影響，使管材的變形更接近於單向拉伸應力狀態。其它工藝條件和工藝步驟與具體實施方式
一相同。
以上實施方式中使用的材料拉伸試驗機由深圳新三思集團公司生產，型號為CMT5000，而不需要其它的專用設備。
權利要求
1.一種管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於管材環向拉伸性能測試方法的技術方案是按以下步驟實現的一、將具有一定長度管材(5)的一側管壁沿軸向切開，將切口兩側各四分之一周長的管壁展平，其餘部分的管壁保持圓弧狀不變；二、將具有和管壁內徑相同直徑的半圓形棒(3)穿過管材(5)的內壁，半圓形棒(3)的兩端通過連接體(2)與材料拉伸試驗機的上夾具(1)相連；三、將寬度等於管材(5)內徑的夾持芯棒(6)置於展平的管材(5)的兩端管壁之間，利用材料拉伸試驗機的下夾具(7)將展平的管材(5)的兩端管壁夾緊在夾持芯棒(6)上；四、開動材料拉伸試驗機拉動上夾具(1)和下夾具(7)，使圓弧部分的管材(5)發生拉伸變形，得到管材(5)的環向拉伸性能試驗數據。
2.根據權利要求1所述的管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於管材(5)的長度為1～50mm。
3.根據權利要求1所述的管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於管材(5)發生拉伸變形的拉力為5～450Mpa。
4.根據權利要求1所述的管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於在半圓形棒(3)的棒體內開有圓孔(8)，在圓孔(8)內設有電加熱棒(4)用於對被拉伸試驗的管材(5)進行加熱，管材(5)的加熱溫度為20～800℃。
5.根據權利要求1所述的管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於在半圓形棒(3)與管材(5)之間放有潤滑劑二硫化鉬。
6.一種管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於管材環向拉伸性能測試方法的技術方案是按以下步驟實現的一、將管材(15)切成長度為1～50mm的圓環試樣；二、將具有和管材內徑相同直徑的第一半圓形棒(13)和第二半圓形棒(16)穿過管材(15)的內壁，第一半圓形棒(13)的兩端通過第一連接體(12)與材料拉伸試驗機的上夾具(11)相連，第二半圓形棒(16)的兩端通過第二連接體(18)與材料拉伸試驗機的下夾具(19)相連；三、開動材料拉伸試驗機拉動上夾具(11)和下夾具(19)，使管材(15)發生拉伸變形，得到管材(15)的環向拉伸性能試驗數據。
7.根據權利要求6所述的管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於管材(15)發生拉伸變形的拉力為5～450Mpa。
8.根據權利要求6所述的管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於在第一半圓形棒(13)的棒體內開有第一圓孔(20)，在第一圓孔(20)內設有第一電加熱棒(14)，在第二半圓形棒(16)的棒體內開有第二圓孔(21)，在第二圓孔(21)內設有第二電加熱棒(17)，第一電加熱棒(14)和第二電加熱棒(17)同時用於對被拉伸試驗的管材(15)進行加熱，管材(15)的加熱溫度為20～800℃。
9.根據權利要求6所述的管材環向拉伸性能測試方法，其特徵在於在第一半圓形棒(13)、第二半圓形棒(16)與管材(15)之間放有潤滑劑二硫化鉬。
全文摘要
管材環向拉伸性能測試方法，它涉及一種管材環向性能的測試方法。本發明的目的是為解決現有管材拉伸測試方法影響管材環向拉伸性能測試結果的準確性的問題。本發明將具有和管材內徑相同直徑的半圓形棒穿過管材拉伸試樣的內壁，開動材料拉伸試驗機拉動上夾具和下夾具，使管材發生拉伸變形，得到管材環向的拉伸性能試驗數據。本發明的有益效果是①本發明採用管材原有的圓環狀或圓弧狀的試樣進行拉伸，可以避免將試樣展平過程中加工硬化引起的管材性能變化，從而可以更為準確地測試管材的環向拉伸性能；②採用圓環狀或圓弧狀的管材試樣進行拉伸，管材的受力狀態和變形比單向拉伸試驗更接近於管材的脹形過程，可以更好地表徵管材的脹形變形能力。
文檔編號G01N3/08GK1865906SQ20061001015
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月14日 優先權日2006年6月14日
發明者何祝斌, 苑世劍, 張吉 申請人:哈爾濱工業大學