topofpage
- minta mérete és alakja
- Szakítóvizsgálati eljárás
- a vizsgálati sebesség hatása
- a Szakítóvizsgálati berendezés hatása
a szakítóvizsgálat jellemzi a formázást a fémlemezek szerkezeti viselkedése. A vizsgálat magában foglalja egy jól meghatározott alakú minta betöltését a tengely mentén feszültség alatt, általában törésig, és rögzíti a kapott terhelést és elmozdulást több mechanikai tulajdonság kiszámításához. Az i-7, A-24, D-19, J-15 globális szabványok előírják azokat a feltételeket, amelyek mellett a vizsgálatoknak meg kell történniük.
minta mérete és alakja
a fémlemezek húzóvizsgálatára szolgáló teljes méretű minták szélein négyszögletes keresztmetszet található, amelyet a vizsgálógép megfoghat. A szélesség csökkentése a központi területen elősegíti a törést a megfigyelt régióban. Ezek a geometriai jellemzők olyan mintaformát eredményeznek, amely hasonlít egy kutyacsontra, ami a vizsgálati mintákra alkalmazott leíró kifejezéshez vezet.
a kutyacsontminták méretei a szakítóvizsgálati szabványhoz vannak társítva, amelyből alkalmazandók. Az ISO I, II és III (Az I-7 idézetben leírtak szerint) megfelel az ASTMA-24, DIND-19 és JISJ-15 alakzatoknak. Az 1. ábra a kutyacsont alakzatokat mutatja, kiemelve a szélesség és a nyomtáv kritikus méreteit. Egyéb méretekre, tűrésekre és egyéb követelményekre vonatkozóan lásd a vizsgálati szabványokat.
1. ábra: teljes méretű szakítóminta formák ISO I (ASTM), ISO II (DIN) és ISO III (JIS) szabványokhoz.I-7, A-24, D-19, J-15
jelentős különbségek vannak ezen húzórudak szélességében és nyomtávú hosszában. Bár az ASTM és a JIS rudak hasonló nyomtávú hosszúak, a JIS sáv szélessége kétszerese az ASTM sávnak. Az ASTM és a DIN rudak 4:1 arányban vannak a nyomtáv hosszától a szélességig, ahol a JIS rúd 2: 1 arányban van.
ezek az alakkülönbségek azt jelentik, hogy a számított nyúlás az alkalmazott vizsgálati minta szabványától függően változik, még azonos anyag vizsgálatakor is. A legrövidebb nyomtáv és a legszélesebb minta kombinációjával a JIS rudak nyúlása általában nagyobb, mint amit a többi alakból generálnának.
folyáshatár és szakítószilárdság nem függ a húzórúd alakjától. A szilárdságot úgy definiáljuk, mint a terhelést osztva a keresztmetszeti területtel. Annak ellenére, hogy mindegyik sáv eltérő mintaszélességet (és ezért eltérő keresztmetszetet) határoz meg, a terhelést ez az érték normalizálja, ami tagadja a minta alakjától való eltéréseket.
a minta előkészítése során végzett nyírás vagy lyukasztás a húzórúd széleit megkeményítheti, ami a fémlemez mechanikai tulajdonságainak pontatlan ábrázolásához vezethet. A vizsgálati szabványok későbbi megmunkálást vagy más módszereket igényelnek a minta előkészítése során keletkezett élkárosodás eltávolítására. A kutyacsont-minták őrlése vagy őrlése minimálisra csökkenti a minta előkészítésének az eredményekre gyakorolt hatását.
Szakítóvizsgálati eljárás
a nyomtáv hossza a nyúlásszámításoknál használt referenciahossz. A vizsgálati szabványtól függően a nyomtáv hossza 2 hüvelyk, 80 mm vagy 50 mm. a szélesség és a vastagság szorzata a nyomtáv hosszán belül meghatározza a kezdeti keresztmetszeti területet a vizsgálat előtt.
a markolatok szorosan rögzítik a minta széleit az ellenkező végeken. A vizsgálat előrehaladtával a markolatok az előírt sebességgel vagy a visszatartó terhelésre reagálva eltávolodnak egymástól. A markolatokon vagy a terhelőkereten belüli terhelésmérő cella figyeli az erőt. Egy extensométer nyomon követi az elmozdulást a nyomtáv hosszán belül. A mintákat általában törésig tesztelik.
a szakítóvizsgálat során a minta szélessége és vastagsága a vizsgálati minta hosszának növekedésével csökken. Ezeket a méretváltozásokat azonban nem vesszük figyelembe a mérnöki feszültség meghatározásakor, amelyet úgy határozunk meg, hogy a terhelést a vizsgálat során bármikor elosztjuk a kiindulási keresztmetszettel. A mérnöki feszültség a nyomtáv hosszának növekedése a kezdő nyomtáv hosszához viszonyítva. (A tesztelés során bekövetkező méretváltozások beépítése megköveteli a valódi feszültség és feszültség kiszámítását. A mérnöki és a valódi feszültség/feszültség közötti különbségeket máshol tárgyaljuk (hiperhivatkozás a 2.3.2.1-mérnöki/igaz)
a függőleges tengelyen és a vízszintes tengelyen fellépő feszültséget bemutató grafikon a jól ismert mérnöki feszültség-feszültség görbe, 2. ábra. A feszültség-alakváltozás görbéből számos, a fémlemez kialakításához fontos paraméter jelenik meg, többek között:
- Rugalmassági Modulus (más néven Young-Modulus)
- folyáshatár
- szakítószilárdság
- teljes nyúlás
- egységes nyúlás
- törzs keményedés exponens (más néven n-érték)
2.ábra: MŰSZAKI feszültség-alakváltozás görbe, amelyből a mechanikai tulajdonságok származnak.
a vizsgálati sebesség hatása
a hagyományos szakítóvizsgálatot elég lassú alakváltozási sebességgel végezzük ahhoz, hogy “kvázi statikusnak” nevezzük.”Ezek az arányok több nagyságrenddel lassabbak, mint a bélyegzés során fellépő deformációs arányok, ami maga is több nagyságrenddel lassabb, mint amit egy ütközési esemény során tapasztalunk.
a feszültség-alakváltozás görbék a vizsgálati sebességgel változnak, általában a sebesség növekedésével erősödnek. Ezeknek a változásoknak a nagysága évfolyamonként változik. Jelentős kihívások állnak fenn, amikor megpróbálják jellemezni a szakítószilárdságot nagyobb alakváltozási sebességgel. A továbbfejlesztett berendezések és adatgyűjtési képességek a szükséges frissítések közé tartoznak.
a Szakítóvizsgáló berendezések hatása
a fejlett nagy szilárdságú acélok (AHSS) kihívást jelenthetnek a régebbi vizsgálati berendezések számára. A terhelés és az elmozdulás válaszának csak a fémlemez hozzájárulását kell tükröznie, és nem befolyásolhatja a terhelőkeret és más vizsgálati berendezések. Ugyanúgy, ahogy az AHSS alkatrészek sajtolásakor a nem megfelelően merev préskoronák elhajlanak, a szakítóvizsgálati terhelési keretek hasonlóan elhajlhatnak, ami pontatlanságokat eredményezhet a terhelés-elmozdulás méréseiben.
az AHSS minták vizsgálatakor a markolat szilárdsága is kritikussá válik. A fémlemezek nagy szilárdsága nagyobb tapadási nyomást igényel, hogy megakadályozza a minta csúszását a markolatokon keresztül. Előfordulhat, hogy a pneumatikus markolatok, sőt egyes mechanikus markolatok sem generálják a szükséges nyomást. A szilárdság növekedésével szükség lehet hidraulikusan működtetett markolatokra.