Page 43 - 理化检验-物理分册2024年第八期

沈 勇，等： Zr 61 Ti 2 Cu 25 Al 12 非晶态合金在四点弯曲加载模式下的弯曲弹性极限

下跨距的24.5%，进一步表明ZT1合金在弯曲载荷
模式下具有良好的塑性变形能力。
2.2 初步循环加载-卸载试验
准备2个待测试样， 分别编号为1号和2号试样。
由于实际尺寸与名义尺寸略有差异，1号试样预期
残余挠度δ p0.01 为5.91 μm。为避免多次加载错过捕
获真实塑性变形的起始应力，可将ZT1合金的拉伸
屈服应力（σ y =1 600 MPa）作为估计弯曲弹性极限
σ p ，对1号试样进行初步循环加载-卸载试验，最大
图 3 ZT1 合金四点弯曲试样单调加载的载荷-挠度曲线
载荷分别相当于约70%，80%，90%，100%，110%
呈线弹性，对应于试样的弹性形变。选取中间部分
的σ y ，共5轮。图4a）所示为1号弯曲试样全部5轮
直线段的载荷增量和相应的挠度增量，利用式（14）
循环加载-卸载试验的载荷-跨中挠度曲线，图4b）、
计算弯曲弹性模量为89.0 GPa，比由共振超声法测
4c）、4d）分别对应第1，3，5轮循环在预载荷P 0 附近
得的弹性模量（82.8 GPa）高约 7.5%。用式（11）、
（15）计算A点对应最外表层的弯曲应力、应变分别 的载荷-跨中挠度曲线。由图4可知：每一轮循环的
为2 100 MPa和2.4%，可作为表观屈服应力和表观 载荷-跨中挠度曲线均形成滞后回线，在卸载时随
最大弹性应变。 着载荷趋近P 0 ，滞后回线在挠度上的间隔逐渐减小。
Ⅱ阶段：曲线从A点开始偏离线弹性，外加载荷 最后一轮循环在P 0 处的回线挠度间隔明显大于第1
增加缓慢，表明试样已开始发生塑性形变。外加载 轮，表明在该轮循环的最大应力作用下，试样最外表
荷在B点达到峰值983 N，压下挠度达到2.5 mm， A-B 层有可能发生了真实的塑性变形。另外，用式（12）
点的载荷增量为333 N。 计算得出加载段弯曲弹性模量为（83.8±1.4） GPa，
Ⅲ阶段：从B点到C点，外加载荷逐渐减小，但 更接近共振超声法测得的弹性模量（82.8 GPa），
试样并未发生失稳断裂，但试样已经发生明显的塑 仅略高 1.2%，表明采用LVDT测量跨中挠度更为
性变形。C点对应的加载点挠度为4.9 mm，相当于 精准。

图 4 1 号弯曲试样的循环加载-卸载试验曲线
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