topofpage
- näytteen koko ja muoto
- Vetolujuustestaus
- Testinopeuden vaikutus
- Vetolujuustestauslaitteiden vaikutus
vetolujuustestaus luonnehtii ja ohutlevyjen rakenteellinen käyttäytyminen. Testiin kuuluu hyvin määritellyn muotoisen näytteen kuormaaminen akselia pitkin jännityksessä, yleensä murtumaan, ja tuloksena olevan kuormituksen ja siirtymän kirjaaminen useiden mekaanisten ominaisuuksien laskemiseksi. Maailmanlaajuisissa standardeissa 7, a-24, D-19, J-15 määrätään olosuhteet, joissa testit on suoritettava.
otoskoko ja-muoto
täysikokoisissa metallilevyjen vetotestausta varten otetuissa näytteissä on reunoilla suorakulmainen osa, johon testilaite tarttuu. Keskialueen leveyden pienentäminen edistää murtumia valvotulla alueella. Nämä geometriset ominaisuudet johtavat näytteen muotoon, joka muistuttaa koiranluuta, mikä johtaa kuvaavaan termiin, jota käytetään testinäytteistä.
koiranluunäytteiden mitat liittyvät vetokoestandardiin, josta niitä sovelletaan. ISO I, II, ja III (kuvattu Citation I-7) vastaa astma-24, DIND-19 ja jisj-15 muotoja, vastaavasti. Kuvassa 1 on dogbone muodot, korostaen kriittiset mitat leveys ja mittari pituus. Katso muita mittoja, toleransseja ja muita vaatimuksia koskevat testistandardit.
Kuva 1: täysikokoiset vetonäytteen muodot ISO I (ASTM) -, ISO II (DIN) – ja ISO III (JIS) – standardeille.I-7, A-24, D-19, J-15
näiden vetotangon muotojen leveydessä ja pituudessa on merkittäviä eroja. Vaikka ASTM-ja JIS-tangoilla on samanlainen mittapituus, JIS-tangon leveys on kaksinkertainen ASTM-tankoon verrattuna. ASTM-ja DIN-tangoilla on 4:1-suhde raideleveyden ja leveyden välillä, jossa JIS-tangolla on 2: 1-suhde.
nämä muotoerot tarkoittavat, että laskettu venymä muuttuu käytetyn testinäytestandardin mukaan, vaikka testattaisiin identtistä materiaalia. Lyhimmän mittapituuden ja leveimmän näytteen yhdistelmällä JIS-tankojen venymä on tyypillisesti suurempi kuin mitä muista muodoista syntyisi.
myötölujuus ja vetolujuus eivät ole vetotangon muodon funktio. Lujuus määritellään kuormituksena jaettuna poikkipinta-alalla. Vaikka jokainen tanko määrittää eri näytteen leveys (ja siten eri poikkileikkaus), kuormitus normalisoidaan tämä arvo, joka mitätöi erot näytteen muodon.
näytteen valmistuksen aikana tapahtuva leikkaus tai lävistys voi kovettaa vetotangon reunat, mikä voi johtaa siihen, että ohutlevyn mekaaniset ominaisuudet esitetään epätarkasti. Testistandardit edellyttävät myöhempää työstöä tai muita menetelmiä näytteen valmistuksen aikana syntyneiden reunavaurioiden poistamiseksi. Dogbone-näytteiden jyrsintä tai hionta minimoi näytteenvalmistuksen vaikutukset tuloksiin.
Vetolujuustesti
ulottuman pituus on venymälaskelmissa käytetty viitepituus. Testistandardista riippuen ulottuman pituus on joko 2 tuumaa, 80 mm tai 50 mm. leveyden ja paksuuden Kertominen ulottuman pituuden sisällä määrittää alkuperäisen poikkipinta-alan ennen testausta.
kahvat puristavat näytteen reunat tiukasti vastakkaisista päistä. Testin edetessä kahvat etääntyvät toisistaan määrätyllä nopeudella tai vasteena rajoituskuormitukselle. Kahvan tai kuormituskehyksen sisällä oleva kuormituskenno valvoo voimaa. Extensometri seuraa uppoumaa mittarin pituuden sisällä. Näytteitä testataan tyypillisesti murtumaan asti.
vetotestin aikana näytteen leveys ja paksuus kutistuvat, kun näytteen pituus kasvaa. Näitä mittamuutoksia ei kuitenkaan oteta huomioon määritettäessä teknistä jännitettä, joka määritetään jakamalla kuormitus milloin tahansa testin aikana alkavalla poikkipinta-alalla. Engineering strain on pituuden kasvu raideleveyden sisällä suhteessa lähtömittarin pituuteen. (Testauksen aikana tapahtuvien mittamuutosten sisällyttäminen edellyttää todellisen rasituksen ja rasituksen laskemista. Tekniikan ja todellisen rasituksen/rasituksen väliset erot on käsitelty muualla (hyperlinkki kohtaan 2.3.2.1-Engineering/True)
käyrä, joka osoittaa pystyakseliin kohdistuvan rasituksen ja vaaka-akseliin kohdistuvan rasituksen, on tuttu tekninen jännitys-venymäkäyrä, kuva 2. Jännitys-venymäkäyrästä ilmenee lukuisia ohutlevymuovaukselle tärkeitä parametreja, mukaan lukien:
- kimmokerroin (kutsutaan myös Youngin Modulukseksi)
- myötölujuus
- vetolujuus
- Kokonaisvenymä
- yhtenäinen venymä
- venymän Kovettumiseksponentti (kutsutaan myös n-arvoksi)
kuva 2: tekninen jännitys-venymiskäyrä, josta johdetaan mekaaniset ominaisuudet.
Testinopeuden vaikutus
tavanomainen vetotestaus tehdään niin hitailla rasitusnopeuksilla, että sitä voidaan kutsua ”kvasistaattiseksi.”Nämä korot ovat useita suuruusluokkia hitaampia kuin muodonmuutosnopeudet leimaamisen aikana, mikä itsessään on useita suuruusluokkia hitaampia kuin mitä koetaan kaatumistapahtuman aikana.
Jännityskäyrät muuttuvat testinopeuden myötä, tyypillisesti voimistuvat nopeuden kasvaessa. Näiden muutosten suuruus vaihtelee luokittain. Merkittäviä haasteita on, kun yritetään luonnehtia vetovastetta suuremmilla rasitusnopeuksilla. Parannetut laitteet ja tiedonkeruuominaisuudet ovat yksi vaadituista päivityksistä.
Vetolujuustestilaitteiden vaikutus
kehittyneet Suurlujuusteräkset (AHSS) voivat haastaa vanhemmat testilaitteet. Kuormitus-ja siirtovasteen on heijastettava ainoastaan ohutlevyn osuutta, eikä kuormitusrunko ja muut testauslaitteet saa vaikuttaa siihen. Samalla tavalla kuin liian jäykät puristuskruunut taipuvat ahss-osien leimaamisessa, vetokoekuormituskehykset voivat taipua samalla tavalla, mikä johtaa epätarkkuuksiin kuormitusmittauksissa.
Pitovoima muuttuu kriittiseksi myös AHSS-näytteitä testattaessa. Metallilevyjen suuri lujuus vaatii enemmän pitopainetta, jotta näytteen liukuminen kahvojen läpi estyy. Pneumaattiset kahvat ja edes jotkin mekaaniset kahvat eivät välttämättä luo tarvittavaa painetta. Hydraulisesti toimivat kahvat saattavat olla tarpeen lujuuden kasvaessa.