[發(fā)明專利]大載荷寬厚板拉伸及止裂性能試驗方法及其試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310025308.7
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103940671A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱健樺;張春偉;李冰;方健
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用機械應(yīng)力測試固體材料的強度特性的方法或設(shè)備，尤其涉及通過液壓施加穩(wěn)定的張力或壓力，測試大載荷寬厚板的拉伸及止裂性能的試驗方法及其試驗裝置。

背景技術(shù)

隨著海上物資運輸量的不斷增加，帶動了海運船舶向大型化方向發(fā)展，超大型船舶以及航母、深水潛艇的制造都離不開大載荷寬厚鋼板的生產(chǎn)，大型集裝箱船梁的倉口邊緣鋼板和上甲板鋼板，通常需要使用厚度大于50mm的鋼板。對于厚鋼板來說，鋼板內(nèi)部的平面應(yīng)變狀態(tài)塑性區(qū)域變小，在屈服應(yīng)力的作用下，鋼板內(nèi)部容易產(chǎn)生大應(yīng)力而使裂紋擴展。為防止脆性斷裂，保證船舶的安全性，對船舶中預(yù)測可能發(fā)生脆性斷裂的部位和可能導(dǎo)致大型斷裂的重要部位，要求使用具有良好斷裂韌性和抑制脆性裂紋傳播特性（止裂性）的鋼材。因此，也需要對鋼材的止裂性進行更多的研究。當(dāng)前涉及大載荷拉伸試驗的有國家標(biāo)準(zhǔn)《對接焊接頭寬板拉伸試驗方法》和日本、韓國船級社正在推廣的鋼板的止裂性能試驗(ESSO試驗或雙重拉伸試驗)。目前國內(nèi)外有大型拉伸機，但沒有專業(yè)的大型止裂性能試驗機。日本企業(yè)采用在大型寬板拉伸試驗機（最大拉伸載荷可達(dá)8000噸力）的基礎(chǔ)上，自行加裝相關(guān)附件設(shè)備的方法，進行止裂性能試驗。

傳統(tǒng)的拉伸試驗機都采用大牌坊式立式結(jié)構(gòu)，液壓缸安裝在牌坊狀的機架上，載荷力完全由機架承受，因此，機架必須具備足夠的剛度，才能承受試驗機對試樣施加的載荷。最大試驗載荷越高，對機架的要求越高，因此1000噸力以上的傳統(tǒng)形式的大型寬∕厚板拉伸試驗機的造價是相當(dāng)高昂的。

中國實用新型專利“液壓臥式拉力試驗機”（實用新型專利號：ZL?200820238937.2授權(quán)公告號：CN201331438Y）公開了一種液壓式臥式拉力試驗機，特別適用于石油鉆井和采油提升工件的拉力試驗。包括主機、液壓控制系統(tǒng)、電子測控系統(tǒng)，主機包括機架、牽引車、牽引車導(dǎo)軌、兩個液壓缸、滑車、滑車導(dǎo)軌、承拉桿、若干滾動支承，牽引車由牽引車架及滾輪組成。兩個液壓缸位于牽引車之后，兩個液壓缸的前、后兩端分別與牽引車架、機架連接。滑車由滑車車架及滾輪組成，滑車位于兩個液壓缸之后。承拉桿從牽引車架中心及兩個液壓缸之間穿過，前端與牽引車架前端連接，中部由滾動支承支撐，被測試工件平放在滑車車架上，承拉桿后端與被測試工件的一端連接，被測試工件的另一端與機架連接。該實用新型能模擬提升工件的實際工況，具有試驗操作便捷，適用范圍廣的特點。該實用新型根據(jù)液壓缸在定系統(tǒng)壓力的情況下推力較拉力大的特點，利用兩個液壓缸推力共同作為試驗動力，并通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，變液壓缸推力為試驗用承拉桿拉力，滿足試驗功能要求。雖然該實用新型借助兩個液壓缸的推力產(chǎn)生試驗拉力，但該實用新型的技術(shù)方案仍然是把全部試驗拉力都施加到機架上，因此，仍然無法滿足1000噸力以上的大型寬∕厚板拉伸試驗的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于大載荷寬厚板拉伸及止裂性能試驗方法，能夠以相對低廉的成本實現(xiàn)對接焊接頭寬板的拉伸試驗和厚板拉伸止裂韌性試驗（ESSO試驗），以進行厚板產(chǎn)品的焊接性能和止裂性能評價。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種大載荷寬厚板拉伸及止裂性能試驗方法，用于對接焊接頭寬板的拉伸試驗和厚板拉伸止裂韌性試驗，所述的試驗方法通過兩個同步加壓的液壓缸對試樣施加拉伸張力，其特征在于：

所述試樣的兩端分別設(shè)有一個受力翼，所述的受力翼與試樣組合，構(gòu)成H型拉伸牽引組件；

所述的兩個液壓缸并列置于試樣的兩側(cè)，液壓缸推動H型拉伸牽引組件兩端的受力翼，直接在試樣的兩端產(chǎn)生均布的拉伸力。

本發(fā)明的試驗方法的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于液壓缸的液壓回路包括油壓傳感器，所述的試驗方法使用計算機或PLC程序，通過油壓傳感器，監(jiān)測和控制液壓缸的推力，記錄和分析液壓缸的推力，獲得試樣拉力的力-時間曲線。

本發(fā)明的試驗方法的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的試樣上設(shè)有引伸計或者應(yīng)變片，所述的試驗方法通過引伸計獲得位移-時間曲線；或者通過應(yīng)變片獲得試樣在拉伸過程中的應(yīng)變數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的試驗方法的一種改進的技術(shù)方案，其特征在于所述液壓缸的液壓回路設(shè)置程序控制快速卸荷功能，可以根據(jù)試驗程序控制液壓缸立即卸荷，保持止裂位置；或者在試樣拉裂或拉斷，油壓突然下降時，液壓缸自動立即卸荷，保護試驗裝置安全。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用上述試驗方法的大載荷寬厚板拉伸及止裂性能試驗裝置，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：