[发明专利]金属吸收能量的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料吸收能量的测量方法。

背景技术

在工程机械领域，每年都会有大量的零部件因为尺寸、几何形状、配合间隙的变化而失效，造成工件的失效形式主要为磨损、断裂和腐蚀，而造成磨损的原因是因为工件在反复受力状态下逐渐产生疲劳所引起的。而断裂这种失效形式，是工件在工作条件下，由于受力超过了其机械强度而造成了在其上产生裂纹，产生断裂。

抗压强度是工具材料基本的、最接近工作条件的力学性能之一，在工程机械领域，因为受力而产生失效的零件占有很大的部分，例如，疲劳磨损，工件两接触表面在交变接触压应力的作用下，工件材料表面因反复受到力的作用而在工件表面产生积累，当吸收的力达到了其疲劳极限，就会产生疲劳磨损。大部分的工件失效的原因是其受到力的作用时，在其内部产生能量的积累，当能量的积累超过了工件的极限，就会产生磨损，变形，裂纹等失效，造成工件损坏。

而现有技术能够测量压裂时的应力，但是仅仅获得应力是不完善的，不能体现内部能量的积累，所以不能体现金属损坏的真正原因，需要测量金属吸收的能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属吸收能量的测量方法，用以解决如何测量金属吸收能量的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种金属吸收能量的测量方法，其特征在于，步骤如下：

1）制备设定形状、设定规格的标准金属试样；

2）在压缩试验机上进行压缩，以设定时间间隔记录试样在整个压缩过程中，各个

设定时间间隔的时间点的压力和变形量；

3）根据每个时间点的压力与形变量，以两相邻记录时间点的压力平均值，以及两相邻记录时间点的形变量之差进行相乘，计算每两个相邻时间点之间的做功，将整个压缩过程中所有做功数值求和，求和结果为金属吸收能量。

所述金属为：铁、钢。

所述设定形状包括：圆柱体。

步骤2）中，依次记录各个时间点t1、t2…tn时作用在试样上的力P1、P2…Pn，以及变形量δ1、δ2…δn。

步骤3）中，为了计算单位体积吸收能量，计算出每个时间点的工程应力和工程应变：

σ_e(1)=P1/A₀、σ_e(2)=P2/A₀、…、σ_e(n)=P3/A₀

ε_e(1)=δ1/L₀、ε_e(2)=δ2/L₀、…、ε_e(n)=δn/L₀

σ_e(1)、σ_e(2)…σ_e(n)：工程应力；ε_e(1)、ε_e(2)…ε_e(n)：工程应变；A₀：试样的横截面积；L₀：试样的原始高度；

压缩试验开始时工程应变ε_e(0)=0，工程应力σ_e(0)=0；两相邻记录时间点的工程应变量之差为：

ε_e[1]=ε_e(1)–ε_e(0)、ε_e[2]=ε_e(2)–ε_e(1)、…、ε_e[n]=ε_e(n)–ε_e(n-1)

两相邻记录时间点的工程应力的平均值为：

σ_e[1]=(σ_e(1)+σ_e(0))/2、σ_e[2]=(σ_e(2)+σ_e(1))/2、…、σ_e[n]=(σ_e(n)+σ_e(n-1))/2

金属单位体积吸收的能量为：