[发明专利]薄壁管件周向力学性能测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及到材料力学性能的测试方法领域，具体是一种薄壁管件周向力学性能测试方法。

背景技术

在航空、航天、汽车、机械设备等领域无不涉及管件、管套的使用。以飞机为例，管路系统是飞机的生命线，它的性能好坏直接影响到飞机的整体性能。因此提高管路系统的技术水平，对提高飞机性能非常重要。液压管路是飞机所有管路中工作压力最高、可靠性要求最严的一部分，飞机管路系统技术的高低就集中体现在液压管路系统中。对于液压系统来说，在同等功率条件下，工作压力越高，所要求的动筒和油泵活塞底面积就越小，管路流量也要求越小，因而液压系统的整体尺寸会减小，重量会减轻，而较低的介质流速也减少了在管路中流动的功率损失。因此，液压系统及其标准件技术研究是航空工业发展的客观需求。由于液压管路工作压力的提高，将给液压系统的设计带来许多新问题，主要归结为强度和密封两大问题，这就需要研究管件的强度问题。

传统方式是将薄壁管剖开、碾平，制备出拉伸试样后测试管件的周向力学性能。但是在碾平的过程中出现再次变形，所以测得的数据就不能准确地代表管件的周向力学性能值，更何况对于小尺寸薄壁管件根本就无法剖开、碾平，并制样。

发明内容

为克服现有技术方法中难以精确测得薄壁管件周向力学性能的弊端，本发明提出了一种薄壁管件周向力学性能测试方法。

本发明包括一组管形试件，其特征在于，所述的薄壁试件周向力学性能测试方法包括以下步骤：

步骤1、通过标定试验确定摩擦系数μ；将瓣模放置于管形标定试件中，将锥形压头插入瓣模内；将装有锥形压头的瓣模置于保护套内；对薄壁管件周向应力测试装置施加载荷，获得加载载荷的应力值；将加载载荷P和加载载荷的应力值σ代入公式

P=σ2πtH(tanβ+μ)1-μ2-2μtanβ]]>

得到摩擦系数；式中：H为管件高度；t为管件壁厚；σ为管件周向应力；β为锥形压头的半锥角；

步骤2、工装准备；取一个试件，在该试件的轴向对称面处的外圆周上，沿周向贴上应变片；通过导线将应变片与应变仪连接起来；将瓣模放置于被测试的管件中，将锥形压头插入瓣模内；将装有锥形压头的瓣模置于保护套内；

步骤3、确定胀裂管件所需的压力；通过拉伸试验得到试件的σ值；通过下式

P=σ2πtH(tanβ+μ)1-μ2-2μtanβ]]>

得到将薄壁管件胀裂所需要的最大加载压力P，并根据最大加载压力P确定加载装置；式中：H为管件高度；T为管件壁厚；σ为管件周向应力；μ为摩擦系数；β为锥形压头的半锥角；

步骤4、对管件加载；通过材料力学性能试验机，使锥形压头压下挤胀管件至管件胀裂；压下速度为1～5mm/min；

步骤5、获得挤胀过程中管件周向应力和时间的关系曲线；通过应变仪记录下整个挤胀过程中管件周向应变和时间的关系曲线；通过材料力学性能试验机得到挤压过程中的载荷和时间的关系曲线；通过公式