专利名称：一种薄壁管拉伸试验的试样的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料热成形领域，具体是一种用于薄壁管高温拉伸试验的试样。
背景技术：
薄壁管数控冷弯成形弯曲力矩大，易出现起皱、管外侧过度减薄、破裂等加工缺陷，尤其是在小弯曲半径下更难成形合格产品。热弯条件下管材变形抗力减小、塑性流动性增加，可有效解决上述难题。为了制定合理的数控热弯工艺参数以及实现准确的数值建模分析，需要在高温下对薄壁管弧形试样进行拉伸试验以获得相应温度下管材的材料性能参数。目前无论厚壁管材或薄壁管材，其高温拉伸试验所用的试样仍旧是采用传统的热拉伸弧形试样，传统的热拉伸弧形试样是按照中华人民共和国国家标准《金属材料高温拉伸试验》GB/T. 4338-1995设计的热拉伸弧形试样，标距段宽度宽度大于承力孔直径，同时标距段过渡到凸台采用的是过渡直角，传统的热拉伸弧形试样主要针对厚壁管材，对于薄壁管材， 由于管材壁厚薄易在标距段过渡到凸台的直角过度区域和承力孔附近出现应力集中而导致标距段异常断裂、承力孔失稳起皱，其试验结果不能准确表征试样材料的高温力学性能; 标准的用于高温拉伸试验的夹具过于简单且不能够定位准确和夹持不紧。薄壁管材是指管材直径与壁厚的比值大于20，若将传统热拉伸弧形试样应用与薄壁管材，由于标距段宽度大于承力孔的直径，导致高拉伸试验过程中承力孔外边缘处容易产生应力集中而失稳起皱；传统的热拉伸试样标距段过渡到凸台采用过渡直角，高温拉伸过程中，薄壁的试样此处的过渡直角更易产生应力集中发生异常断裂。对于传统的高温拉伸试验夹具，由于其不具有夹持作用，夹持力不够易出现打滑，并且传统的高温拉伸试验夹具定位不准确是其固有缺陷，而专利《一种薄壁管轴向拉伸试验用夹具》(专利公开(公告)号201681021U)涉及一种薄壁管轴向拉伸试验用夹具，它主要适用于小直径薄壁管材的冷拉伸试验，由于其结构复杂、操作困难，高温环境的夹持性能低，因此不适合薄壁管高温拉伸试验的高温环境作业，所以作为薄壁管高温拉伸试验的夹具并不适合；专利《一种薄壁管环向拉伸试验用夹具》(专利公开(公告)号201681020U)非常适用于小尺寸薄管的环向拉伸试验，对于薄壁管的高温轴向拉伸试验不涉及。因此，基于以上问题，需要对高温拉伸试样进行有效改进，对高温拉伸夹具进行合理设计，以使薄壁管弧形试样在高温拉伸中无应力集中、变形均勻且过程稳定。
发明内容为了克服现有技术中热拉伸弧形试样存在的在高温拉伸过程中易产生标距段过渡到凸台的过渡直角应力集中而发生异常断裂、承力孔受力过大而使承力孔外边缘失稳起皱和标距段变形不均勻不稳定的缺陷；同时为了克服由于夹持试样不紧固、夹持定位不准确造成的试验数据不准确。本发明提出了一种薄壁管拉伸试验的试样。本发明的中部为标距段，在试样中部标距段的两端分别有两个凸台；并且各端的两个凸台分别位于试样宽度的两侧边上，试样的两端分别有承力孔；所述承力孔的中心位
3于试样长度方向的中心线上。其特征在于，所述的标距段的宽度与位于试样两端的承力孔的直径相同。凸台与标距段之间通过过渡圆弧过渡，所述的过渡圆弧的半径为改进前的同规格试样的标距段宽度与承力孔直径的差值的1/2。传统的热拉伸试样标距段宽度大于承力孔的直径，高温拉伸过程中不易变形气且承力孔由于受力过大而发生失稳起皱，同时标距段与凸台之间的采用的过渡直角易于产生应力集中而发生异常断裂。改进后的薄壁管高温拉伸弧形试样的标距段的宽度减小到与承力孔直径相同，在高温拉伸过程中试样的标距段变形所用的力减小，使得标距段变形更容易，同时减小了承力孔的受力而使承力孔失稳起皱的趋势减小；改进后的薄壁管高温拉伸弧形试样的标距段过渡到凸台的过渡形式采用过渡圆弧，对薄壁管高温拉伸弧形试样进行高温拉伸时，所述的过渡圆弧不会产生过大的应力集中，避免因应力集中而使试样在高温拉伸过程中异常断裂。

图1热拉伸弧形试样主视图；图2薄壁管高温拉伸弧形试样主视图；图3薄壁管高温拉伸弧形试样三维图。其中1.凸台 2.标距段 3.过渡圆弧 4.承力孔
具体实施方式
本实施例是一种用于薄壁管高温拉伸试验的试样。当管材规格达到D/ t > 20，即管材直径/壁厚大于20，这样规格的管材是薄壁管。本实施例采用规格为 Φ76. 2X1. 068mm(直径X壁厚)薄壁不锈钢管制成，其中D/t = 71. 35大于20，属于薄壁管。所述的试样包括薄壁管高温拉伸弧形试样的标距段2、过渡圆弧3、凸台1和承力孔4。如图1和图2所示。本实施例是对现有技术中同规格的热拉伸弧形试样改进而得到薄壁管高温拉伸弧形试样。本实施例为中部窄、两端宽的板条状。所述的试样的中部为标距段2，该标距段2 的宽度与位于试样两端的承力孔4的直径相同，本实施例中，承力孔4的直径为10mm，标距段2的宽度亦为10mm。所述承力孔4的中心位于试样长度方向的中心线上。在试样中部标距段2的两端分别有两个凸台1 ；并且各端的两个凸台1分别位于试样宽度的两侧边上。 凸台1与标距段2之间通过过渡圆弧3过渡，所述的过渡圆弧3的半径为改进前的同规格试样的标距段宽度与承力孔4直径的差值的1/2，本实施例中，改进前的同规格试样的标距段宽度与承力孔4直径的差值为6mm，故过渡圆弧3的半径为3mm。
权利要求1. 一种用于薄壁管高温拉伸试验的试样，试样的中部为标距段O)，在试样中部标距段O)的两端分别有两个凸台(1)；并且各端的两个凸台(1)分别位于试样宽度的两侧边上，试样的两端分别有承力孔；所述承力孔的圆心位于试样长度方向的中心线上； 其特征在于，所述的标距段⑵的宽度与位于试样两端的承力孔⑷的直径相同；凸台⑴ 与标距段( 之间通过过渡圆弧C3)过渡，所述的过渡圆弧(3)的半径为改进前的同规格试样的标距段宽度与承力孔(4)直径的差值的1/2。
专利摘要一种薄壁管拉伸试验的试样。所述试样标距段的宽度与位于试样两端的承力孔的直径相同。凸台与标距段之间通过过渡圆弧过渡，所述的过渡圆弧的半径为改进前的同规格试样的标距段宽度与承力孔直径的差值的1/2。本实用新型标距段的宽度减小到与承力孔直径相同，在高温拉伸过程中试样的标距段变形所用的力减小，使得标距段变形更容易，同时减小了承力孔的受力而使承力孔失稳起皱的趋势减小；改进后的薄壁管高温拉伸弧形试样的标距段过渡到凸台的过渡形式采用过渡圆弧，对薄壁管高温拉伸弧形试样进行高温拉伸时，所述的过渡圆弧不会产生过大的应力集中，避免因应力集中而使试样在高温拉伸过程中异常断裂。
文档编号G01N1/28GK202188980SQ201120291998
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者张志勇, 李恒, 杨合, 王泽康, 田玉丽 申请人:西北工业大学