[發明專利]電網用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗方法

在審

• 申請號: 201310330347.8
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN104344995A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 段啟強;張哲峰;吳細毛;李春和;張廣平;王建東;王飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所;國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國網遼寧省電力有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及鋁合金的拉伸試驗方法技術領域，具體涉及一種電網用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗方法。

背景技術

隨著電網輸電用架空絞線的不斷發展，鋁合金芯鋁導線和全鋁合金導線由于節能效果明顯而逐漸取代鋼芯鋁導線，在電力線路建設中得到普及推廣。而這兩種節能導線的力學性能也是導線正常使用的前提，特別是抗拉強度和延伸率，因此對導線的抗拉強度和延伸率的正確評價顯得格外重要。

目前，鋁合金節能導線都是由多根單絲絞制而成的，單絲直徑一般為3mm左右，并且粗細均勻。由于導線的直徑很小因此無法加工成啞鈴型圓棒試樣，只能對原始絲材進行拉伸實驗，拉伸實驗一般在拉伸試驗機或疲勞試驗機上進行。試驗機的夾頭有手動楔形夾頭、氣動夾頭和液壓夾頭三種，由于氣動夾頭和液壓夾頭的夾持力可以調節，因此建議使用這兩種夾頭。但是鋁合金導線在拉伸時經常會在夾持根部斷裂，從而無法得到真實的抗拉強度。在測試鋁合金導線的延伸率時，由于單絲是從使用的絞線中拆下來的，因此導線是螺旋彎曲狀的，導致無法對原始標距進行標記從而無法得到導線的延伸率。

發明內容

針對現有技術中存在的鋁合金導線在拉伸實驗中經常斷于夾持根部且由于試樣彎曲無法得到真實的延伸率的問題，本發明提供了一種電網用鋁合金架空絞線的拉伸試驗方法，本發明解決了這個問題，該方法通過選擇合適夾持力的方法防止試樣在夾持根部斷裂，給出夾持力的合適范圍和延伸率的確定方法，可以得到真實的抗拉強度和延伸率。該方法為正確評價鋁合金導線的力學性能提供了實驗支持和可靠保障。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種電網用彎曲鋁合金架空絞線的拉伸試驗方法，該方法步驟如下：

（1）截取若干根長度為280-350mm的鋁合金導線，測量導線的直徑d，定義試樣的原始標距并用記號筆在導線的長度方向上標記出標距長度。

（2）確定夾持力范圍：選擇一根鋁合金導線，采用伺服實驗機的夾具夾持其兩端標記處，然后對導線施加夾持力進行多次拉伸實驗，每次施加的夾持力恒定，按照夾持力由小到大的順序依次增加，從而確定能使鋁合金導線正常斷裂的夾持力范圍。

（3）采用伺服實驗機的夾具夾持待測試導線兩端標記處，對其進行拉伸實驗，直至導線斷裂；所施加的夾持力在步驟（2）確定的夾持力范圍內。

（4）根據步驟（3）記錄的數據繪制載荷-位移曲線，將載荷-位移曲線上的彈性直線段延長至與位移軸相交，此交點對應的位移為P1，再將載荷-位移曲線上對應于試樣斷裂的點做一條與彈性直線段平行的直線，該直線與位移軸交點對應的位移為P2；計算導線的伸長量ΔL＝P2-P1。

（5）將步驟（3中）斷裂導線的兩個斷裂端相對接，測量相對接后導線兩端所夾持處標記間的距離L_c，然后按照式（1）計算導線的延伸率A和抗拉強度R_m。

A＝100×ΔL/(L_c-ΔL)，R_m＝4×P_max/(πd²)????（1）

式中：P_max為最大載荷。

上述步驟（2）所述正常斷裂是指鋁合金導線的斷裂處在導線兩端的標記之間（即拉伸實驗時試樣既不打滑，也不在試樣夾持根部斷裂）。

上述步驟（2）拉伸實驗過程中，施加夾持力后鋁合金導線出現打滑現象（即夾具頭相對導線的夾持處出現滑動），則停止實驗，增加夾持力后再進行拉伸實驗；施加夾持力后鋁合金導線正常斷裂，則停止實驗，換取新的導線并增加夾持力后進行下一次拉伸實驗；施加夾持力后鋁合金導線在標距外斷裂，則停止實驗，進行步驟（3）。

上述步驟（2）中，每次拉伸試驗的夾持力比前一次試驗的夾持力增加5bar。

本發明的有益效果是：通過本發明方法找到鋁合金導線拉伸時合適的夾持力范圍，從而得到彎曲的鋁合金導線準確的抗拉強度和延伸率。為正確評價鋁合金導線的力學性能提供可靠保障。

附圖說明：

圖1是打滑時試樣夾持部分的照片。

圖2是斷裂發生在試樣標距內的照片。

圖3是斷裂發生在試樣夾持根部的照片。

圖4是導線拉伸時的載荷-位移曲線。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明進一步說明。拉伸實驗中所用伺服實驗機購于莫斯特朗公司，型號為Instron?8801，所用鋁合金導線為6201鋁合金。

本發明方法具體過程如下：