topofpage
- velikost a tvar vzorku
- postup zkoušky tahem
- vliv rychlosti zkoušky
- vliv Zařízení pro zkoušení tahem
zkoušení tahem charakterizuje tváření a strukturální chování plechů. Zkouška zahrnuje zatížení vzorku s dobře definovaným tvarem podél osy v tahu, obecně ke zlomení, a zaznamenávání výsledného zatížení a posunutí pro výpočet několika mechanických vlastností. Globální standardysi-7, A-24, D-19, J-15 předepisují podmínky, za kterých musí být testy provedeny.
velikost a tvar vzorku
vzorky plné velikosti pro zkoušení plechů v tahu mají na okrajích obdélníkový průřez pro uchopení zkušebním strojem. Snížení šířky v centrální oblasti podporuje zlomeninu ve sledované oblasti. Tyto geometrické rysy mají za následek tvar vzorku, který se podobá psí kosti, což vede k popisnému termínu použitému pro zkušební vzorky.
rozměry vzorků dogbone jsou spojeny s normou tahové zkoušky, ze které se vztahují. ISO I, II a III (popsané v citaci I-7) odpovídají tvarům ASTMA-24, DIND-19 a JISJ-15. Figura 1 ukazuje tvary dogbone, zvýraznění kritické rozměry šířky a délky měřidla. Další rozměry, tolerance a další požadavky naleznete ve zkušebních normách.
Obrázek 1: plné tvary tahových vzorků pro normy ISO I (ASTM), ISO II (DIN) a ISO III (JIS).I-7, A-24, D-19, J-15
významné rozdíly existují v šířce a délce měřidla těchto tvarů tahových tyčí. Ačkoli tyče ASTM a JIS mají podobnou délku měřidla, šířka lišty JIS je dvakrát větší než lišta ASTM. Tyče ASTM A DIN mají poměr délky měřidla k šířce 4:1, Kde lišta JIS má poměr 2:1.
tyto tvarové rozdíly znamenají, že vypočtené prodloužení se mění v závislosti na použitém standardu zkušebního vzorku, a to i při zkoušení identického materiálu. S kombinací nejkratší délky měřidla a nejširšího vzorku, prodloužení z tyčí JIS je obvykle vyšší než to, co by bylo generováno z jiných tvarů.
mez kluzu a pevnost v tahu nejsou funkcí tvaru tahové tyče. Pevnost je definována jako zatížení děleno plochou průřezu. I když každá z tyčí specifikuje jinou šířku vzorku (a tedy jiný průřez), zatížení je normalizováno touto hodnotou, což neguje rozdíly od tvaru vzorku.
stříhání nebo děrování během přípravy vzorku může zafungovat-zpevnit okraje tahové tyče, což může vést k vytvoření nepřesného znázornění mechanických vlastností plechu. Zkušební normy vyžadují následné obrábění nebo jiné metody k odstranění poškození hran vzniklých během přípravy vzorku. Frézování nebo broušení vzorků dogbone minimalizuje účinky, které může mít příprava vzorku na výsledky.
postup zkoušky tahem
délka měřidla je referenční délka použitá při výpočtech prodloužení. V závislosti na zkušebním standardu je délka měřidla buď 2 palce, 80 mm nebo 50 mm. vynásobením šířky a tloušťky v délce měřidla určuje počáteční plochu průřezu před testováním.
úchyty pevně upínají okraje vzorku na opačných koncích. V průběhu zkoušky se rukojeti pohybují od sebe předepsanou rychlostí nebo v reakci na zádržné zatížení. Snímač zatížení uvnitř úchytů nebo zátěžového rámu sleduje sílu. Extenzometr sleduje posun v délce měřidla. Vzorky se obvykle testují až do zlomení.
během zkoušky tahem se šířka a tloušťka vzorku zmenšuje se zvyšující se délkou zkušebního vzorku. Tyto rozměrové změny se však neberou v úvahu při určování inženýrského napětí, které je určeno dělením zatížení kdykoli během zkoušky počáteční plochou průřezu. Inženýrské napětí je zvýšení délky v délce měřidla vzhledem k délce počátečního měřidla. (Zahrnutí rozměrových změn, ke kterým dochází během testování, vyžaduje výpočet skutečného napětí a deformace. Rozdíly mezi inženýrstvím a skutečným napětím / deformací jsou pokryty jinde (hypertextový odkaz na 2.3.2.1-Engineering/True)
graf ukazující napětí na svislé ose a napětí na vodorovné ose je známá inženýrská křivka napětí-deformace, Obrázek 2. Z křivky napětí a deformace se objevují četné parametry důležité pro tváření plechů, včetně:
- modul pružnosti (nazývaný také Youngův modul)
- mez kluzu
- pevnost v tahu
- celkové prodloužení
- rovnoměrné prodloužení
- exponent vytvrzování kmene (nazývaný také N-hodnota)
Obrázek 2: inženýrská křivka napětí-deformace, ze které jsou odvozeny mechanické vlastnosti.
vliv zkušební rychlosti
konvenční zkoušení tahem se provádí při rychlosti tahu dostatečně pomalé, aby bylo nazýváno “ kvazi-statickým.“Tyto sazby jsou o několik řádů pomalejší než rychlosti deformace během ražení, což samo o sobě je o několik řádů pomalejší než to, co se vyskytuje během havárie.
křivky napětí a napětí se mění s testovací rychlostí, obvykle se zvyšuje se zvyšující se rychlostí. Velikost těchto změn se liší podle stupně. Při pokusu charakterizovat tahovou odezvu při vyšších rychlostech deformace existují významné výzvy. Vylepšené vybavení a schopnosti sběru dat patří mezi požadované upgrady.
vliv tahového zkušebního zařízení
pokročilé vysokopevnostní oceli (AHSS) mohou napadnout starší zkušební zařízení. Odezva zatížení a posunutí musí odrážet pouze příspěvky plechu a nesmí být ovlivněna zátěžovým rámem a jiným zkušebním zařízením. V podstatě stejným způsobem, že nedostatečně tuhé lisovací korunky se vychylují při lisování dílů AHSS, rámy zatížení při zkoušce tahem se mohou podobně vychýlit, což má za následek nepřesnosti při měření zatížení a posunutí.
pevnost přilnavosti se také stává kritickou při testování vzorků AHSS. Vysoká pevnost plechů vyžaduje větší tlak na uchopení, aby se zabránilo prokluzu vzorku skrz rukojeti. Pneumatické rukojeti a dokonce i některé mechanické rukojeti nemusí vytvářet potřebný tlak. Při zvyšování pevnosti mohou být nezbytné hydraulicky ovládané rukojeti.