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試驗的設備、試樣制備、試驗內容以及結果表達等方面有著濃厚的興趣和需求。金屬彎曲力學性能試驗一直以來都是金屬工程領域中的關鍵環(huán)節(jié)，它不僅為材料設計和制造提供了重要數據支持，也直接關系到產品在實際應用中的安全性和性能表現(xiàn)。
為了滿足大家的需求，本文科準測控小編將探討金屬彎曲力學性能試驗的相關內容，旨在為大家提供一份全面而深入的測試指南。從試驗設備的選擇到試樣的制備，再到試驗的具體內容以及結果表示，我們將逐一進行詳細解析，幫助大家更好地了解和應用金屬彎曲力學性能試驗相關知識。
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，測定其彎曲力學性能。
二、試驗標準
參考標準YB/T 5349—2006《金屬彎曲力學性能試驗方法》
三、試驗設備
1、萬能試驗機
試驗機精確度為一級或優(yōu)于一級。
試驗機應定期按JJG 139 、JJG 157 或 JJG 475檢定規(guī)程進行校驗。
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、安全防護罩
四、試驗內容和結果表示
1、試驗條件
1）試驗應在室溫10～35℃下進行。對溫度要求嚴格的試驗，試驗溫度應為23℃±5℃
2)試驗時，彎曲應力增加速率應控制在3～30MPa/s 范圍內某個盡量恒定的值。
3)彎曲試驗時，應緩慢施加彎曲力。
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、公差及表面要求應按有關標準或協(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按有關標準或GB2975 規(guī)定執(zhí)行。切取樣坯和機加工試樣的方法不應 改變材料的彎曲力學性能。
b、有關標準或協(xié)議如無規(guī)定時，機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、鑄造試樣需要機加工與否應由有關標準或協(xié)議規(guī)定。如需要機加工，其表面粗糙度R。值應不大于3.2μm,
d、硬金屬試樣的四個相鄰側面的表面粗糙度R, 值應不大于0.4μm。 四條長棱應進行45°角倒棱，倒棱寬度不應超過0.5mm。 倒棱磨削機加工方向與試樣長度方向相同。
e、薄板試樣的兩個寬面應保留原表面，兩窄面的機加工表面粗糙度R。值一般不大于6.3μm。應去 除試樣棱邊的毛刺。
f、其他類型試樣在其長度范圍內的機加工表面粗糙度R。值應不大于0.8μm, 除非有關標準或協(xié)議另作規(guī)定。
e、試樣應平直。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大于500。不允 許對試樣進行矯直或矯平。
3）試樣數量
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平均值；計算彎曲應力時，取用中間處直徑測量值的算術平均值。
b、矩形橫截面試樣應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平均值和三處寬度測量值的算術平均值。計算彎曲應力時，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%的試樣不應用于試驗。
2、試驗內容
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，對試樣施加相當于σpbo.o1(或 規(guī)定殘余彎曲應力σrbo.o1)10%以下的預彎曲力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，直至相應于σpbo.o1(或σrbo.o1)的50%。記錄彎曲力的增量和相應撓度的增量。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力應不大于15MPa, 并 使曲線上所測F pb 處于力軸量程的1/2以上為宜。撓度放大倍數的選擇應使圖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，截取相應于規(guī)定非比例彎曲應變的OC 段。過C點作彈性直線段的 平行線CA 交曲線于A 點 ，A 點所對應的力為所測規(guī)定非比例彎曲力Fpb,
規(guī)定非比例彎曲應力計算公式：
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，并對其施加相應于預期σpbo.o1的10%的預彎曲力F。,測 量跨距中點的撓度，記取此時撓度計的讀數作為零點。對試樣連續(xù)或分級施加彎曲力，并將其卸除至預彎曲力，測量殘余撓度。反復遞增施力和卸力，直至測量的殘余撓度達到或稍超過規(guī)定殘余彎曲應變相應的撓度。
殘余彎曲力計算公式：
三點彎曲試驗規(guī)定的殘余彎曲應力計算公式：
四點彎曲試驗規(guī)定的殘余彎曲應力計算公式：
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行?？梢岳迷囼灆C橫梁位移來測定斷 裂撓度，但應修正試驗機柔性等因素的影響。
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：
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