Page 33 - 理化检验-物理分册 2021年第六期
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薛 凯, 等: 试样原始横截面积计算方法对抗拉强度的影响



            等性能需要试样的实际宽度的平均值来计算, 而拉                                ( 1 )面积的平均值 S 01    : 在标距两端及中间选取
            伸试验需在试样标距中间分别测量 3 组试样的宽、                          3 点测量试样的宽度和厚度, 分别计算 3 点的横截
            厚度并计算横截面积, 对于试验工作量大、 自动化程                          面积, 再求横截面积的平均值; 通过试样拉断过程中
            度不高的试验室, 需要记录的原始数据量很大, 在实                          的最大力, 求得其抗拉强度 R m1          。
            际执行过程中可操作性不强, 有文献建议在标准中                                ( 2 )宽厚度平均值的乘积 S 02       : 在标距两端及中

            明确使用多个测量位置的宽度平均值与厚度平均值                             间选取 3 点测量试样的宽度和厚度, 计算 3 点宽度
            的乘积作为平均横截面积            [ 7 ] 。笔者通过试验来分析            和厚度的平均值, 再计算宽度和厚度平均值的面积;
            试样不同横截面积的计算方法( 即在测量计算原始                            通过试样 拉 断 过 程 中 的 最 大 力, 求 得 其 抗 拉 强 度
            横截面积时, 在试样标距两端及中间分别测量试样                           R m2 。
            的宽厚度, 选取 3 点横截面积的平均值、 3 点横截面                           ( 3 )面积的最小值 S 03    : 在标距两端及中间选取

            积中的最小值或 3 点宽度平均值和厚度平均值的乘                          3 点测量试样的宽度和厚度, 分别计算 3 点的横截
            积) 对抗拉强度测试结果的影响。                                   面积; 通过试样拉断过程中的最大力, 求得其抗拉强
                                                                     。
            1  试验方法
                                                               度 R m3
                                                                   ( 4 )采用试样名义宽度时面积的平均值 S 04              : 名

            1.1  试样制备                                          义宽 度 为 20 mm 的 试 样, 在 标 距 两 端 及 中 间 选
                 试样加工为拉伸试验中的 P6 试 样, 具 体信息                     取 3 点测量试样的宽度和厚度, 尺寸公差和形状公


                  [ 8 ]                                        差分别在 ±0.10mm 和 0.12mm 内, 采用试样的名
            见表 1 。
                              表 1  试样信息                        义宽度分别计算 3 点的横截面积, 再求横截面积的

                          Tab 1 Sam p leinformation            平均值; 通过试样拉断过程中的最大力, 求得其抗拉
             序号     牌号      编号    厚度 / mm  数量 / 根 形状公差 / mm
                                                               强度 R m4 。
              1    BUFD    1~10     0.7     10
                                                                   ( 5 )试样形状公差 接 近 极 限 时 面 积 的 平 均 值
              2    DC06   11~20     2.0     10     ±0.020
              3    590DP  21~30     2.0     10                S 05 : 名义宽度为 20mm 的试样, 在标距两端及中间
                                                               选取 3 点测量试样的宽度和厚度, 假设试样在标距
            1.2  试验设备
                                                               部分内, 形状公差恰好等于0.12mm , 分别计算3 点

                 试验采用全自动电子拉伸试验机, 力值测量范
                                                               的横截面积, 再求横截面积的平均值; 通过试样拉断

            围为 0~150kN , 测量精度为 0.5 级, 横截面测量仪
                                                                                                 。
                                                               过程中的最大力, 求得其抗拉强度 R m5
            精度为 ±1.0 μ m 。
                                                                                                          : 通
            1.3  试验方法                                              ( 6 )测量试样标距中间的原始横截面积 S 06
                                                               过测量标距中间的宽度和厚度计算试样的原始横截
                 测量表 1 中拉伸试样标距两端及中间的 宽厚
                                                               面积; 通过试样拉断过程中的最大力, 求得其抗拉强

            度, 再按 GB / T228.1-2010 的方法 B 在拉伸试验
            机上拉伸至断裂, 记录试验过程中的最大力值后, 再                          度 R m6 。
            计算不同原始横截面积的计算方法所对应的抗拉强                            2  试验结果与讨论
            度值。
            1.4  原始横截面积及对应抗拉强度的计算                             2.1  横截面积及抗拉强度结果
                                                                   横截面积计算平均值及抗拉强度试验结果见表
                 原始横截面积及对应抗拉强度按以下几种方法
                                                              2 和表 3 。
            计算。
                                                表 2  拉伸试样原始横截面积均值表

                                     Tab 2 Avera g evalueofori g inalcrosssectionareaoftensilesam p les
                      标距一端            标距中间           标距另一端
                                                                     /      /       /      /      /      /
                                                                   S 01   S 02   S 03   S 04    S 05   S 06
              牌号    宽度 /    厚度 /    宽度 /   厚度 /    宽度 /    厚度 /
                                                                      2      2      2      2      2      2
                                                                   mm     mm      mm     mm     mm     mm
                    mm      mm      mm      mm      mm      mm
             BUFD 0.6887   20.072  0.6885  20.073  0.6883  20.074  13.820  13.820  13.814  13.770  13.793  13.821
             DC06  1.9897  20.018  1.9893  20.015  1.9899  20.018  39.827  39.827  39.816  39.793  39.747  39.817
             590DP 1.9657  20.040  1.9655  20.039  1.9662  20.035  39.391  39.391  39.375  39.316  39.312  39.387
                                                                                                         1 7
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