Page 41 - 理化检验-物理分册2022年第九期

于 湃, 等: 钢索钢丝绳断后伸长率测试新方法

228.1 — 2010 , 塑性范围内试样平行长度的应变速率 打滑。 因 此, 试 样 平 行 段 内 的 标 距 长 度 选 定 为

不应超过 0.008s 。不同应变速率下断后伸长率 100mm , 与生产厂家的要求相一致。
-1
和破断拉力的测试结果如图 4 , 5 所示。
3 结果验证
3.1 结果可靠性分析
采用新测试方法在不同型号的试验机 A , B 上
分别对试样进行拉伸试验, 试验速率在屈服前均为

0.1mm / min , 屈服后均为 2 mm / min , 测试结果如

图 4 不同应变速率下的断后伸长率测试结果 表1 所示。由表 1 可知, 采用新测试方法在不同型
号试验机上获得的试样抗拉强度、 屈服强度和断后
伸长率结果的平均值和标准方差均一致, 表明新测
试方法得到的数据可靠。
表 1 不同型号试验机的拉伸性能测试结果
抗拉强度 屈服强度 断后伸长率
试验
平均值 / 标准 平均值 / 标准 平均值 / 标准
机型号
图 5 不同应变速率下的破断拉力测试结果 MPa 方差 MPa 方差 % 方差
从图 4 可以看出: 选用不同的应变速率对试样
试验机 A 1449 1.41 1174 4.03 23.0 3.14
断后伸长率测试结果影响不大, 断后伸长率平均值
试验机 B 1452 1.18 1174 4.83 22.87 3.49

基本在 0.9047% 上下波动, 且随着应变速率增大略
3.2 结果有效性分析
-1 时, 试样的断
有降低, 当应变速率不小于 0.008s

-1 应变速率时, 试 选用 3 个钢索试样进行断后伸长率测试, 随后
后伸长率趋于平稳, 采用 0.010s
样出现过一次打滑现象, 重新夹持后完成试验。 以恒定速率持续加载试样, 直至试样被拉断, 从而得
从图5可以看出: 随着应变速率的增大, 试样的 出试样的破断拉力测试结果, 结果显示: 3 个试样的
破 断 拉 力 呈 逐 步 下 降 趋 势,当 应 变 速 率 为 断后伸长率均小于 1.0% , 破断拉力均满足最小破

-1 时, 曲线趋于平稳, 表明应变速率增加到一 断拉力, 属于有效试验, 试验结果合格。拉断后试样
0.006s
定值时, 对试验结果影响作用不大 [ 1 ] ; 应变速率过慢 的宏观形貌如图 6 所示。
会使测试效率变低, 应变速率过快试样会出现打滑现
象, 即应变速率过慢或过快都会影响测试的一次成功
率, 因此比较合理的试验应变速率为0.006s 。

-1
2.3 标距标记方法
钢索试样在拉伸时没有明显的集中变形, 而是
整体均匀伸长, 因此必须保证足够长的标距, 才能真
实反映出试样的塑性指标。试样的总长度应不小于 图 6 试样拉断后的宏观形貌

460mm , 除去钢索两端夹持所需的余量外, 应保持 3.3 结果准确性分析
试样 平 行 段 长 度 不 小 于 200 mm , 以 便 于 安 装 引 为考察一次试验成功率及试验结果的准确性,

伸计。 将试验数据与厂家数据进行对比。取 20 个同炉批
钢索由多股细丝组成, 横截面呈不规则的几何 次入厂的复验余料进行断后伸长率测试, 试验数据
形状, 因此常规试样标距的标记方法不适用, 应探索 与厂家数据的对比结果如图 7 所示。从图 7 可知:
其他方法进行标记。采用大量程引伸计法可直接将 试验的一次成功率可达 100% , 试验数据与厂家数
引伸计的标距作为试样标距, 无需在试样上进行原 据曲线的变化趋势一致, 大部分数据相等( 曲线上的
始标距的标定。因钢索表面存在油渍, 在试样延伸 点重合); 其中, 厂家数据的标准方差为 6.266 , 试验
过程中, 引伸计夹持端不易夹紧, 在引伸计跟踪钢索 数据的标准方差为 5.989 。采用 F 检验法检验试验
的变形位移过程中, 试样会间断出现打滑现象, 故可 数据和厂 家 数 据 的 标 准 方 差 是 否 相 同, 取 显 著 度
以用丙酮或酒精擦洗试样被夹持的部分来避免试样 α=5% 时, 两组数据的自由度均为 19 , 其中 F α ( 接
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