topofpage
- dimensiunea și forma eșantionului
- procedura de încercare la tracțiune
- influența vitezei de încercare
- influența echipamentelor de încercare la tracțiune
testarea la tracțiune caracterizează formarea și comportamentul structural al metale. Testul implică încărcarea unui eșantion cu o formă bine definită de-a lungul axei în tensiune, în general la fractură și înregistrarea sarcinii și deplasării rezultate pentru a calcula mai multe proprietăți mecanice. Standardele globalsi-7, a-24, D-19, J-15 prescriu condițiile în care trebuie să aibă loc testele.
dimensiunea și forma eșantionului
eșantioanele de dimensiuni complete pentru testarea la tracțiune a foilor metalice au o secțiune dreptunghiulară la margini pentru prinderea de mașina de testare. Reducerea lățimii în zona centrală promovează fractura în regiunea monitorizată. Aceste caracteristici geometrice au ca rezultat o formă de probă care seamănă cu un os de câine, ducând la un termen descriptiv aplicat probelor de testare.
dimensiunile probelor de OS de câine sunt asociate cu standardul de încercare la tracțiune Din care se aplică. ISO I, II și III (descrise în citația I-7) corespunde formelor ASTMA-24, DIND-19 și, respectiv, JISJ-15. Figura 1 prezintă formele osului câinelui, evidențiind dimensiunile critice ale lățimii și lungimii ecartamentului. Consultați standardele de testare pentru alte dimensiuni, toleranțe și alte cerințe.
Figura 1: forme de probă de tracțiune de dimensiuni complete pentru standardele ISO I (ASTM), ISO II (DIN) și ISO III (JIS).I-7, A-24, D-19, J-15
există diferențe semnificative în lățimea și lungimea ecartamentului acestor forme de bare de tracțiune. Deși barele ASTM și JIS au o lungime similară a ecartamentului, lățimea barei JIS este de două ori mai mare decât bara ASTM. Barele ASTM și DIN au un raport 4:1 între lungimea gabaritului și lățimea, unde bara JIS are un raport 2: 1.
aceste diferențe de formă înseamnă că alungirea calculată se modifică în funcție de standardul eșantionului de testare utilizat, chiar și atunci când se testează materiale identice. Cu combinația dintre cea mai scurtă lungime a ecartamentului și cea mai largă probă, alungirea de la barele JIS sunt de obicei mai mari decât ceea ce ar fi generat din celelalte forme.
rezistența la curgere și rezistența la tracțiune nu sunt o funcție a formei barei de tracțiune. Forța este definită ca sarcina împărțită la aria secțiunii transversale. Chiar dacă fiecare dintre bare specifică o lățime diferită a eșantionului (și, prin urmare, o secțiune transversală diferită), sarcina este normalizată de această valoare, ceea ce anulează diferențele față de forma eșantionului.
forfecarea sau perforarea în timpul pregătirii probei poate funcționa-întăriți marginile barei de tracțiune, ceea ce poate duce la generarea unei reprezentări inexacte a proprietăților mecanice ale tablei. Standardele de testare necesită prelucrare ulterioară sau alte metode pentru a elimina deteriorarea marginilor create în timpul pregătirii eșantionului. Măcinarea sau măcinarea probelor de OS de câine minimizează efectele pe care pregătirea probei le poate avea asupra rezultatelor.
procedura de încercare la tracțiune
lungimea gabaritului este lungimea de referință utilizată în calculele de alungire. În funcție de standardul de testare, lungimea gabaritului este fie de 2 inci, 80 mm, fie de 50 mm. înmulțirea lățimii și grosimii în lungimea gabaritului determină aria secțiunii transversale inițiale înainte de testare.
mânerele fixează strâns marginile eșantionului la capetele opuse. Pe măsură ce testul progresează, mânerele se îndepărtează una de cealaltă la o rată prescrisă sau ca răspuns la sarcina de reținere. O celulă de sarcină în mânere sau cadru de sarcină monitorizează forța. Un extensometru urmărește deplasarea în lungimea gabaritului. Probele sunt de obicei testate până la fractură.
în timpul încercării la tracțiune, lățimea și grosimea eșantionului se micșorează pe măsură ce lungimea eșantionului de testare crește. Cu toate acestea, aceste modificări dimensionale nu sunt luate în considerare la determinarea stresului tehnic, care este determinat prin împărțirea sarcinii în orice moment în timpul testului la aria secțiunii transversale de pornire. Tulpina de inginerie este creșterea lungimii în lungimea gabaritului în raport cu lungimea gabaritului de pornire. (Încorporarea modificărilor dimensionale care apar în timpul testării necesită calcularea stresului și a tensiunii reale. Diferențele dintre inginerie și stresul/tulpina adevărată sunt acoperite în altă parte (hyperlink la 2.3.2.1-Inginerie/adevărat)
un grafic care arată stresul pe axa verticală și tensiunea pe axa orizontală este curba familiară de stres-tulpină inginerească, Figura 2. Din curba stres-tulpină, apar numeroși parametri importanți pentru formarea tablelor, inclusiv:
- modul Elastic (numit și modulul lui Young)
- rezistență la curgere
- rezistență la tracțiune
- alungire totală
- alungire uniformă
- exponent de întărire a tulpinii (numit și n-valoare)
Figura 2: curba de tensiune-deformare inginerească din care derivă proprietățile mecanice.
influența vitezei de testare
testarea convențională la tracțiune se face la viteze de deformare suficient de lente pentru a fi numite „cvasi-statice.”Aceste rate sunt cu câteva ordine de mărime mai lente decât ratele de deformare în timpul ștampilării, care în sine este cu câteva ordine de mărime mai lentă decât ceea ce se experimentează în timpul unui accident.
curbele tensiune-tensiune se modifică odată cu viteza de testare, devenind de obicei mai puternice pe măsură ce viteza crește. Amploarea acestor modificări variază în funcție de grad. Există provocări semnificative atunci când se încearcă caracterizarea răspunsului la tracțiune la rate de deformare mai mari. Echipamentele îmbunătățite și capacitățile de colectare a datelor se numără printre actualizările necesare.
influența echipamentelor de testare la tracțiune
oțelurile avansate de înaltă rezistență (AHSS) pot provoca echipamente de testare mai vechi. Răspunsul la sarcină și deplasare trebuie să reflecte doar contribuțiile tablei și să nu fie influențat de Cadrul de sarcină și de alte echipamente de testare. În același mod în care coroanele de presă insuficient de rigide se deflectă la ștanțarea pieselor AHSS, cadrele de sarcină de încercare la tracțiune se pot devia în mod similar, rezultând inexactități în măsurătorile de deplasare a sarcinii.
puterea de prindere devine, de asemenea, critică la testarea probelor AHSS. Rezistența ridicată a foilor metalice necesită o presiune mai mare de prindere pentru a preveni alunecarea probei prin mânere. Mânerele pneumatice și chiar unele mânere mecanice pot să nu genereze presiunea necesară. Mânerele acționate hidraulic pot fi necesare pe măsură ce crește rezistența.