利用MTS引伸计在国产试验机上进行金属材料泊松比测定

泊松比是表示材料弹性变形性能的指标,主要取决于金属原子间本性和晶格类型,是反映原子间结合力强弱的物理量,在理论研究和工程设计中有着广范的应用。由于金属材料泊松比的测定对试验机特别是是对引伸计有较高的要求,因此该指标的测定一般都是在进口试验机上进行。本文利用MTS试验机所配置的轴向和径向引伸计将其配接在国产电子万能试验机上,对6种均匀金属材料进行泊松比测定。

1　试验方法和内容

1·1　试验方法

金属材料的泊松比是指金属材料受均匀分布轴向应力时,在弹性变形范围内横向应变与轴向应变之比的绝对值。与其它常规拉伸性能参数的测定相比对其进行测定时对试验机有以下特殊要求:①应具有高等级的轴向和径向引伸计。②试验机需有两个应变通道的采集和输出。因此国内在进行金属材料泊松比测定时均使用配有两个应变通道的进口试验机。随着近年来国产电子万能试验机精度、功能、稳定性的不断提高,国产电子万能试验机已具备进行泊松比测定的基本条件,只是国产引伸计其精度及稳定性还不能达到要求。本文将MTS试验机所配置的B级轴向和径向引伸计配接在新三思公司生产的CMT型电子万能试验机上,对六种均匀金属材料进行泊松比测定。

(1)引伸计的配接。本试验所用的引伸计是购买MTS880试验机时所配置的,原机使用时还需配接相应的放大板,而本试验所用的CMT型国产电子万能试验机所有的3个应变通道都自带信号放大系统,只需将引伸计信号直接接在试验机应变通道的USB接口上就可使用。考虑到所用引伸计还要在MTS880试验机上使用,将引伸计与原试验机专用接头间的连线剪断,断头两端接上一对USB接头,这样使引伸计既可在国产试验机上用,同时也可在老式MTS试验机上使用。将两个引伸计与试验机连接好后,还需利用引伸计标定仪或标准样块配合试验机所配的标定程序对所用引伸计进行标定。另外还需将径向引伸计合理的固定在试验机上。

(2)试验程序调试。由于CMT型国产电子万能试验机没有测定泊松比的专用程序,所以试验时需在自编程序框下编制一专用程序对试验进行控制并对试验数据进行采集。

1·2　试验材料和试样

这次试验所有试样均采用标准的8×40 mm的棒状拉伸试样,共有6种,分别为铜合金(Cu-Cr-Fe)、铝合金(7A04)、钛合金(T4)、45#钢、粉末烧结金属钨合金和球墨铸铁(QT600),每种材料3根试样。

1·3　试验内容

试验按照GB/T8653—1988,利用MTS配置B级横向、纵向引伸计,在CMT4304电子万能试验机上进行泊松比。

试验通过位移控制,在弹性范围内缓慢加载,计算机同时自动记录轴向应变-径向变形曲线,然后用最小二乘法把曲线上点拟合为直线,求出斜率,计算斜率变度系数,每根试样进行3次,利用斜率平均值计算该试样泊松比。