[發明專利]一種不等壁厚金屬管彎曲力學性能評價方法

有效

• 申請號: 201510259067.1
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN104897480B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 趙琛
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

本發明屬于力學性能測試技術領域，具體涉及一種不等壁厚金屬管彎曲力學性能評價方法。

背景技術

公交車扶手管目前有等壁厚和不等壁厚兩種圓管：等壁厚圓管的橫截面內腔形狀為空心圓，其管壁橫截面厚度均等，長度方向無加強筋，存在抗彎強度不足的問題，使用時需考慮增大管壁厚度抗彎曲；不等壁厚圓管的管壁橫截面厚度呈有規則的凹、凸部，長度方向有多個凸部作為加強筋，具有較強的抗彎性。不等壁厚圓管的常見形式有波形花型管和內花鍵管，如CN202629559U公開的鋁合金制成的波形花型圓管，及CN102335810A公開的精密細長的鋼制內花鍵管。

公交車扶手管對管材的彎曲力學性能要求較高，因此需要對管材進行彎曲力學性能測試與評價。目前，彎曲試驗方法主要有《GB/T 244-2008金屬管彎曲試驗方法》、《GB/T14452-1993金屬彎曲力學性能試驗方法》以及《YB/T 5349-2006金屬彎曲力學性能試驗方法》(GB/T 14452-1993調整)。GB/T 244-2008中規定的實驗方法和裝置僅適用于圓形截面的金屬管(等壁厚)，其原理是將一根全截面的金屬直管繞著一個規定半徑和帶槽的彎心彎曲，與扶手管實際工況(管端頭有支座進行固定)相差較大。GB/T 14452-1993及YB/T5349-2006中規定使用三點彎曲或者四點彎曲方式對圓形或矩形橫截面積試樣施加彎曲力，一般直至斷裂，測定其彎曲力學性能，適用于測定脆性斷裂和低塑性斷裂的金屬材料；若采用此方法，鋁合金內花鍵管在三點彎曲試驗過程中不會被壓斷，導致試驗過程中上壓頭下壓一定距離后無法繼續下壓，試驗被迫終止，無法對內花鍵管的彎曲力學性能進行測試和評價。目前沒有針對波形花型管、內花鍵管等不等壁厚金屬管的抗彎測試方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種不等壁厚金屬管彎曲力學性能評價方法，解決現有技術不能準確評價不等壁厚金屬管彎曲力學性能的問題。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種不等壁厚金屬管彎曲力學性能評價方法，包括下列步驟：

1)取不等壁厚金屬管的厚壁處、薄壁處分別作為施力點施加彎曲力進行彎曲力學性能測試，得厚壁受壓數據和薄壁受壓數據；

2)將步驟1)所得厚壁受壓數據與薄壁受壓數據進行數據處理形成擬合曲線，用于評價不等壁厚金屬管的彎曲力學性能。

步驟1)中所述彎曲力學性能測試的具體操作步驟可參照《GB/T 14452-1993金屬彎曲力學性能試驗方法》或《YB/T 5349-2006金屬彎曲力學性能試驗方法》。上述測試方法適用于所有不等壁厚金屬管，厚壁處、薄壁處選擇壁厚最厚處和最薄處；彎曲力施力點位于壁厚最厚處或最薄處對應的金屬管外壁上。具體操作是取一根不等壁厚金屬管的厚壁處、另一根相同規格的不等壁厚金屬管的薄壁處分別作為施力點施加彎曲力進行彎曲力學性能測試。

優選的，所述不等壁厚金屬管的管壁橫截面厚度呈有規則的凹、凸部；進一步優選的，所述不等壁厚金屬管為波形花型管或內花鍵管。

優選的，步驟1)中所述彎曲力學性能測試采用三點彎曲方式。三點彎曲的方式操作更加簡便，適用性更廣。

步驟1)所得厚壁受壓數據、薄壁受壓數據是指載荷(彎曲力)隨撓度變化的數據。載荷對撓度變化的數據可制成彎曲力-撓度曲線。

所述撓度的最大限值不大于跨距的一半。

步驟2)中，數據處理形成擬合曲線的具體方法為：計算同一撓度對應的厚壁受壓與薄壁受壓載荷的平均值，形成平均載荷隨撓度變化的擬合曲線。

上述評價方法中，取擬合曲線的第一個峰值作為所測不等壁厚金屬管的抗彎力學性能最大值。根據所得擬合曲線，若有不同的峰值取第一個峰值作為所測不等壁厚金屬管的抗彎力學性能最大值進行評價；若僅有一個峰值，可將此峰值作為所測不等壁厚金屬管的抗彎力學性能最大值進行評價。該最大值用來評價不等壁厚金屬管的彎曲力學性能，該值越大表明其抗彎性能越好。

本發明的不等壁厚金屬管彎曲力學性能評價方法，分別取不等壁厚金屬管的厚壁處、薄壁處作為施力點施加彎曲力進行彎曲力學性能測試，將所得厚壁受壓數據與薄壁受壓數據進行數據處理形成擬合曲線，用于評價不等壁厚金屬管的彎曲力學性能；該方法實現了不等壁厚金屬管彎曲力學性能的測試與評價，能更準確的反映扶手管在實際服役過程中的受力表現，能有效的進行產品開發和質量控制；利用原有標準測試裝置即可進行測試，不需要增加新的設備，操作簡單，適合在實際設計、檢驗時推廣應用。

附圖說明