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高温拉伸试验机超塑性拉伸误差分析
发表时间:2017-09-09 17:57

高温拉伸试验机制造厂在生产拉力试验机中温度和试验力是试验机的重要指标,直接关系到试验准确性,那么分析拉伸试验机拉伸力误差和温度误差,是制造和使用高温拉伸试验机的基础。采用误差分析的有关原理对高温试验机的受力及控温进行分析,并将误差修正数据与实验数据进行对比,找到控制高温试验机拉伸误差的方法。

1、试验机及试验对象

   所使用的高温拉伸试验机要求在拉力传感器在500~10000 N,温度在200~1200 0C进行试验,研究对象是TC4钦合金,其特点有力学性能优异、腐蚀性好、高强度、低模量、温度敏感等。它作为常用的航空材料,在普通成形条件下难以加工成复杂形状的零件,在高温范围内有显著的超塑性,但它的温度区间较窄,那么加工条件的控制显得尤其重要。所以对于试验机的温度和拉力的控制要求较高,才能保证试验的准确,所以怎样减小试验力与温度的误差,是获得准确试验数据的基本保障。

2、试验机拉伸误差分析

   对于试验机在施加试验力的状态下,试样轴线应与拉力轴线重合,其同轴度。最大允许值为10%,并在检验方法中规定:按标准试样标距不小于100 mm的试样装夹在夹头内测得试样垂直两方向上的弹性变形。


2.1上下夹头不同轴给试样拉伸带来的应力分析

   众所周知,试验机上下夹头不同轴主要是夹头与试样的精度,上下夹头的两端的台阶对夹头轴线有严格的同轴误差要求,标准拉伸试样的图纸规定了台阶定位对工作部分的同轴度误差。夹头与试样的加工误差有不同的组合方式,偏心、倾斜是不同轴度的主要方而,为更具针对性,对现有高温拉伸机的夹头的同轴度给试样所带来的应力进行分析。


2.3恒应变速率法拉伸试验力学数据修正

   根据上述拉伸力所受应力分析知,试样在拉伸过程中受到拉应力和弯应力的共同作用,而试样在拉伸过程中所采集的数据的力,其实那是试样受到的拉应力和弯曲力的合力。按照力的合成可分析得到拉杆受力,而导致试样真正断裂的力只是采集的力的分力,这也就拉杆因同轴度不同。通过恒应变速率法进行试验,得到力与位移曲线,并通过误差修正得到修正数据曲线(数据修正按照上而力的比重进行),实验拉杆进行力仪器校正后得到试验数据曲线,如图2所示。可看出,原始数据存在拉杆同轴度,拉力较大,通过误差修正和拉杆校正数据对比,修正数据和校正后试验数据较吻合。在拉杆存在同轴度的情况下,可通过误差修正得到准确力学数据。所以在试验中不仅要对试验拉杆进行仪器校正,也要对试验数据进行误差修正,这样可得到更加准确的试验数据。


3、高温加热炉与温控仪误差分析

   作为航空用钦合金的高温复杂成形工艺,成形温度对于材料加工显得尤为重要,确保高温加热炉的温度准确性是试验是否成功的关键。此高温拉伸试验机是采用五段管式电加热炉通过热电偶.补偿线和温控仪连接组合成控温系统。



4结论

   (1)高温拉伸机拉杆同轴度。越小,获得数据越准确,所以应避免拉杆不同轴的情况。

   (2)拉杆同轴难以进行仪器校正时,对数据进行修正,可得到较准确的试样受力数据。

   (3)各元件要选一致的型号与分度号,同时要对各器件进行仪器校正,对于不符合要求的,要进行才可继续使用。

   (4)贯策执行国家鉴定规程,定期进行鉴定和检验,不得使用不合格产品。


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