解析YB/T 5349標(biāo)準(zhǔn)：金屬彎曲力學(xué)性能試驗方案詳解！

最近，小編收到了很多來自金屬行業(yè)的朋友的咨詢，他們對金屬彎曲力學(xué)試驗的設(shè)備、試樣制備、試驗內(nèi)容以及結(jié)果表達(dá)等方面有著濃厚的興趣和需求。金屬彎曲力學(xué)性能試驗一直以來都是金屬工程領(lǐng)域中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅為材料設(shè)計和制造提供了重要數(shù)據(jù)支持，也直接關(guān)系到產(chǎn)品在實際應(yīng)用中的安全性和性能表現(xiàn)。

為了滿足大家的需求，本文科準(zhǔn)測控小編將探討金屬彎曲力學(xué)性能試驗的相關(guān)內(nèi)容，旨在為大家提供一份全面而深入的測試指南。從試驗設(shè)備的選擇到試樣的制備，再到試驗的具體內(nèi)容以及結(jié)果表示，我們將逐一進(jìn)行詳細(xì)解析，幫助大家更好地了解和應(yīng)用金屬彎曲力學(xué)性能試驗相關(guān)知識。

一、試驗原理

采用三點彎曲或四點彎曲方式對圓形或矩形橫截面試樣施加彎曲力，一般直至斷裂，測定其彎曲力學(xué)性能。

二、試驗標(biāo)準(zhǔn)

參考標(biāo)準(zhǔn)YB/T 5349—2006《金屬彎曲力學(xué)性能試驗方法》

三、試驗設(shè)備

1、萬能試驗機(jī)

試驗機(jī)精確度為一級或優(yōu)于一級。

試驗機(jī)應(yīng)定期按JJG 139 、JJG 157 或 JJG  475檢定規(guī)程進(jìn)行校驗。

2、三點彎曲試驗裝置

3、四點彎曲試驗裝置

4、薄板試樣三點彎曲試驗裝置

5、薄板試驗四點彎曲試驗裝置

6、撓度計

7、安全防護(hù)罩

四、試驗內(nèi)容和結(jié)果表示

1、試驗條件

1）試驗應(yīng)在室溫10～35℃下進(jìn)行。對溫度要求嚴(yán)格的試驗，試驗溫度應(yīng)為23℃±5℃

2)試驗時，彎曲應(yīng)力增加速率應(yīng)控制在3～30MPa/s 范圍內(nèi)某個盡量恒定的值。

3)彎曲試驗時，應(yīng)緩慢施加彎曲力。

2、試樣的制備

1）試樣形狀和尺寸

采用圓形橫截面試樣和矩形橫截面試樣。試樣的形狀、尺寸、公差及表面要求應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié) 議的規(guī)定。

2）樣坯的切取與試樣的制備

a、坯切取的方向和部位應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或GB2975 規(guī)定執(zhí)行。切取樣坯和機(jī)加工試樣的方法不應(yīng) 改變材料的彎曲力學(xué)性能。

b、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議如無規(guī)定時，機(jī)加工試樣的尺寸公差和形狀公差按表4的規(guī)定。形狀公差為跨 距范圍內(nèi)同一橫截面尺寸的最大值與最小值之差。

c、鑄造試樣需要機(jī)加工與否應(yīng)由有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議規(guī)定。如需要機(jī)加工，其表面粗糙度R。值應(yīng)不大于3.2μm,

d、硬金屬試樣的四個相鄰側(cè)面的表面粗糙度R, 值應(yīng)不大于0.4μm。 四條長棱應(yīng)進(jìn)行45°角倒棱，倒棱寬度不應(yīng)超過0.5mm。 倒棱磨削機(jī)加工方向與試樣長度方向相同。

e、薄板試樣的兩個寬面應(yīng)保留原表面，兩窄面的機(jī)加工表面粗糙度R。值一般不大于6.3μm。應(yīng)去 除試樣棱邊的毛刺。

f、其他類型試樣在其長度范圍內(nèi)的機(jī)加工表面粗糙度R。值應(yīng)不大于0.8μm, 除非有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議另作規(guī)定。

e、試樣應(yīng)平直。從盤卷切取的薄板試樣允許稍有彎曲，但曲率半徑與厚度之比應(yīng)大于500。不允 許對試樣進(jìn)行矯直或矯平。

3）試樣數(shù)量

a、薄板試樣：至少試驗6個試樣，試驗時，拱面向上和向下各試驗3個試樣。圓形、矩形橫截面試樣：一般每個試驗點需試驗3個試樣。

4）試樣尺寸測量

a、圓形橫截面試樣應(yīng)在跨距兩端和中間處兩個相互垂直的方向測量其直徑。計算彎曲彈性模量時，取用三處直徑測量值的算術(shù)平均值；計算彎曲應(yīng)力時，取用中間處直徑測量值的算術(shù)平均值。

b、矩形橫截面試樣應(yīng)在跨距的兩端和中間處分別測量其高度和寬度。計算彎曲彈性模量時，取用三 處高度測量值的算術(shù)平均值和三處寬度測量值的算術(shù)平均值。計算彎曲應(yīng)力時，取用中間處測量的高度 和寬度。對于薄板試樣，高度測量值超過其平均值2%的試樣不應(yīng)用于試驗。

2、試驗內(nèi)容

1）彎曲彈性模量的測定

a、人工記錄法

將撓度計裝于測量位置上、試樣對稱地安放于彎曲試驗裝置，對試樣施加相當(dāng)于σpbo.o1(或 規(guī)定殘余彎曲應(yīng)力σrbo.o1)10%以下的預(yù)彎曲力Fo,并記錄此力和跨距中點處的撓度，然后對試樣連續(xù)施加彎曲力，直至相應(yīng)于σpbo.o1(或σrbo.o1)的50%。記錄彎曲力的增量和相應(yīng)撓度的增量。按下式計算彎曲彈性模量：

三點彎曲彈性模量計算公式：

四點彎曲彈性模量計算公式:

b、圖解法

將撓度計裝于測量位置上，撓度計跨距的端點與最鄰近支承點或施力點的距離應(yīng)不小于試樣 的高度或直徑。試樣對稱地安放于彎曲試驗裝置上，對試樣連續(xù)施加彎曲力，同時采用自動方法連續(xù)記 錄彎曲力-撓度曲線，直至超過相應(yīng)于σpbo.o1(或σrbo.o1)的彎曲力。記錄時，建議力軸比例和撓度軸放大倍 數(shù)的選擇，宜使曲線彈性直線段與力軸的夾角不小于40°,彈性直線段的高度應(yīng)超過力軸量程的3/5。在記錄的曲線圖上，借助于直尺的直邊確定最佳彈性直線段。讀取該直線段的彎曲力增量和相應(yīng)的撓度增量。按下式計算彈性模量：

三點彎曲彈性模量計算公式：

四點彎曲計算公式：

2）規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力的測定

安裝撓度計，將試樣對稱地安放于彎曲試驗裝置上。對試樣連續(xù)施加彎曲力，采用自動方法連續(xù)記錄彎曲力-撓度曲線。記錄時，力軸每毫米所代表的應(yīng)力應(yīng)不大于15MPa, 并 使曲線上所測F pb 處于力軸量程的1/2以上為宜。撓度放大倍數(shù)的選擇應(yīng)使圖6曲線圖上的OC段長度 不小于15mm 。在記錄的曲線圖上，自彈性直線段與撓度軸的交點O 起，截取相應(yīng)于規(guī)定非比例彎曲應(yīng)變的OC 段。過C點作彈性直線段的 平行線CA 交曲線于A 點 ，A 點所對應(yīng)的力為所測規(guī)定非比例彎曲力Fpb,

規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力計算公式：

矩形橫截面試樣計算公式：

3）規(guī)定殘余彎曲應(yīng)力的測定

將試樣對稱地安放于彎曲試驗裝置上，并對其施加相應(yīng)于預(yù)期σpbo.o1的10%的預(yù)彎曲力F。,測 量跨距中點的撓度，記取此時撓度計的讀數(shù)作為零點。對試樣連續(xù)或分級施加彎曲力，并將其卸除至預(yù)彎曲力，測量殘余撓度。反復(fù)遞增施力和卸力，直至測量的殘余撓度達(dá)到或稍超過規(guī)定殘余彎曲應(yīng)變相應(yīng)的撓度。

殘余彎曲力計算公式：

三點彎曲試驗規(guī)定的殘余彎曲應(yīng)力計算公式：

四點彎曲試驗規(guī)定的殘余彎曲應(yīng)力計算公式：

4）抗彎強度的測定

將試樣對稱地安放于彎曲試驗裝置上，對試樣連續(xù)施加彎曲力，直至試樣斷裂。從試驗機(jī)測力 度盤上或從記錄的彎曲力-撓度曲線上讀取最大彎曲力。

三點彎曲試驗計算公式：

四點彎曲試驗計算公式：

5）斷裂撓度的測定

將試樣對稱地安放于彎曲試驗裝置上，對試樣連續(xù)施加彎曲力，直至試樣斷裂，測量試樣斷裂瞬間跨距中點的撓度，此撓度即為斷裂撓度，單位為mm。

測定斷裂撓度一般可與測定抗彎強度在同一試驗中進(jìn)行?？梢岳迷囼灆C(jī)橫梁位移來測定斷 裂撓度，但應(yīng)修正試驗機(jī)柔性等因素的影響。

6）彎曲斷裂能量的測定

將試樣對稱地安放于彎曲試驗裝置上，對試樣連續(xù)施加彎曲力，測量試樣在跨距 中點的撓度，用自動方法連續(xù)記錄彎曲力-撓度曲線，直至試樣斷裂。

在記錄的曲線圖上，用面積儀或其他方法求得彎曲力-撓度曲線下的面積S, 精確到±2%。

彎曲斷裂能量計算公式：

以上就是小編介紹的關(guān)于金屬彎曲力學(xué)性能試驗的內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭?！如果您還想了解更多關(guān)于金屬彎曲力學(xué)性能試驗方法、實驗報告、試驗標(biāo)準(zhǔn)，金屬彎曲性能測試標(biāo)準(zhǔn)和適用范圍，萬能試驗機(jī)操作規(guī)程等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊為您免費解答！