[发明专利]用矢量方法测定加载同轴度的方法

说明书

技术领域

本发明属于力学性能用试验机校准技术领域，特别是提供了一种用矢量方法测定加载同轴度的方法，适用于金属材料用轴向载荷试验机加载同轴度参数的校准。

背景技术

轴向载荷试验机，包括蠕变试验机，持久试验机，轴向应力疲劳试验机，轴向应变疲劳试验机，拉伸试验机和压缩试验机等，都是材料力学性能试验的重要设备。由于这些试验机是轴向加载，其轴向加载轴向性(加载同轴度参数)影响力学性能试验结果，尤其对蠕变和持久性能，轴向疲劳性能，弹性模量，泊松比，比例极限，屈服强度和规定塑性延伸强度(R_p0.2)的测定影响明显。所以，轴向载荷试验机的“加载同轴度参数”已经在美国ASTM标准，国际ISO标准，欧洲EN标准和我国部分试验方法标准中规定为限制性指标，需进行定期校准。

现有的加载同轴度测定有“测定方法”，但没有“矢量方法”。

目前对于加载同轴度参数的测定，一般采用传感器试样(即仪器化了的试样)进行测定。将传感器试样夹持在被校准的试验机上，对其施加力，同时采集安装试样上的应变计的应变数据，按照传感器试样横截面的类型，使用相应的数学模型计算加载同轴度参数B_mc(或PB_mc)，θ_mc，B_sp(或PB_sp)，θ_sp。

现有方法存在的问题是：1)对于圆形横截面传感器试样，分离前加载同轴度参数B和B′的计算是多模型化，随横截面平面测量点数目n变化，而且复杂(即缺乏理论统一的数学模型)；2)无法测定和计算厚矩形横截面和薄矩形横截面试样的加载同轴度方位角参数θ_mc和θ_sp。

发明内容

本发明的目的在于提供一种“矢量方法”测定加载同轴度的方法，适用于采用圆形、厚矩形和薄矩形横截面传感器试样，测定轴向载荷试验机加载同轴度参数。方法简单，参数计算模型统一和简化，而且解决了使用厚矩形和薄矩形传感器试样时，试验机的加载同轴度参数θ_mc和θ_sp无法测定的困局。

本发明的技术方案如下：

测试步骤：

1.传感器试样应变测量系统通电预热：

在传感器试样应变测量系统与计算机连接后，通电预热至少30分钟，以使测量系统热平衡，处于稳定工作状态；

2.传感器试样夹持：

将传感器试样一端(上端)夹持在被校准的轴向加载试验机上，夹持方式应与日常实际试验应用的夹持方式相同或近似相同。夹持时，使传感器试样取向为0°，即传感器试样横截面平面上编号为G₁的测量点(应变计)位于参考方向上，参考方向选定为试验机的正前方向，见图1。传感器试样的另一端处于自由状态。

3.应变测量系统调零：

传感器试样一端被夹持后，应变测量系统进行调零，此后不再改变调零状态；

(注：如特殊需要，例如，为了保持包括传感器试样在内的整个试样链的连接件定位，或该试验机以往校准加载同轴度参数的试验是在零力或预试验力状态下调零的基础上得到的，为了测量结果可比较，可以在传感器试样两端夹持后在零力或预试验力状态下调零)。

4.夹持传感器试样的另一端并采集应变数据：

夹持传感器试样另一端，并采集此时零力状态下的应变数据(零载荷下的应变数据点不计算加载同轴度参数)

5.试验机加力试验：

试验机使用力控制模式，对传感器试样施加系列增量力，系列增量力为等间隔或近似等间隔，增量力3～10级，同时自动采集增量力点应变数据(ε_j)，试验直至指定的力范围或直至平均轴向应变水平1000με(严禁超过传感器试样的比例极限)。

6.重新夹持传感器试样使其取向为180°的试验机加力试验：

卸除力至零，卸下传感器试样，并将其重新夹持(不改变夹持方式)，使其取向为180°，即传感器试样横截面平面上编号为G₁的测量点(见图1)，或者薄矩形横截面传感器试样的P₁点(见图4)，置于与参考方向成180°的方向上。然后按照前述(2)～(5)的步骤进行试验和数据(ε′_j)采集。

7.数据处理和加载同轴度参数计算：