[发明专利]金属圆棒试样单轴拉伸断后伸长率自动测量方法

摘要

本发明公开了一种金属圆棒试样单轴拉伸断后伸长率的自动测量方法，属于金属材料力学性能测试技术领域，该方法在已知材料弹性模量和泊松比前提下，只需要测量和记录圆棒试样拉伸断裂时刻的标距伸长量和载荷值，同时采用光学方法采集断后圆棒试样外轮廓曲线，通过弹性变形分析计算获得圆棒试样单轴拉伸断后伸长率。该方法准确扣除弹性部分，且无需识别标距范围内断裂位置自动实施移位法，从而精确获得断后伸长率。与现有手动测量技术相比，省去划线和固定断后试样等繁琐测量环节，且提高了测量精度，对于金属材料力学性能测试具有重要意义。

主权项

1.金属圆棒试样单轴拉伸试验断后伸长率的自动测量方法，其特征在于，该测量方法的具体步骤如下：(1)进行金属圆棒试样单轴拉伸试验，原始标距长度为l₀，原始标距半径为a₀，测量并记录开始拉伸断裂时刻载荷F_N和标距伸长量dl_N，并用光学方法采集断后较长的一半试棒沿轴线方向的外轮廓信息，通过图像处理获得外轮廓曲线的各点坐标G_k(x_k,y_k)，其中k＝0～M，0和M分别对应试样颈缩断裂点和平行长度范围内接近圆弧过渡部分的某点，断裂点的确定是以y_k值最小为准，以对应颈缩断裂点的轴线坐标为坐标原点，即x₀＝0；(2)对断后试样外轮廓曲线坐标进行弹性修正，已知金属材料弹性模量E和泊松比λ，则修正后各点坐标表示为其中保留所有的点(数量为T+1)，并将修正为(l₀+dl_N)/2，则对应断裂时刻标距点的坐标可表示为基于公式(1)和(2)，通过解方程组求得包含弹性部分的各点和值；对应扣除弹性部分的x_T值可通过下式计算鉴于移位法基于试样伸长量以断裂位置为中心的对称性分布，试样圆棒试样单轴拉伸断后标距长度l_u＝2·x_T；最后根据下式计算获取金属圆棒试样断后伸长率：A＝(l_u‑l₀)/l₀×100％。