金屬材料力學(xué)性能檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

菅成志

許昌市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 河南許昌 461000

在生產(chǎn)和使用過(guò)程中，所有產(chǎn)品在一定程度上受力或溫度的影響，材料的選擇過(guò)程很大程度上取決于材料的性能和經(jīng)濟(jì)性。特別是，需要針對(duì)材料的機(jī)械性能對(duì)材料的使用性能進(jìn)行全面分析，并且在一般情況下，該指標(biāo)可以直接反映各種工程設(shè)計(jì)參數(shù)。為了充分利用材料的用途，有必要弄清影響機(jī)械性能的各種因素，同時(shí)全面了解材料的機(jī)械性能。

1 金屬材料的使用性能

在材料選擇過(guò)程中，金屬材料的性能起著非常重要的參考作用。性能測(cè)試是通過(guò)在實(shí)際環(huán)境中有效模仿相關(guān)產(chǎn)品來(lái)了解產(chǎn)品的性能。無(wú)論它是否滿足實(shí)際使用要求，并以此方式收集大量真實(shí)數(shù)據(jù)信息，您都可以準(zhǔn)確地確定您的產(chǎn)品是否合格。金屬材料的使用性能是非常重要的參考數(shù)據(jù)，該標(biāo)準(zhǔn)直接決定了材料的使用范圍。根據(jù)實(shí)際情況可以看出，金屬材料的使用性能主要包括三個(gè)主要內(nèi)容：化學(xué)性能，物理性能和機(jī)械性能。金屬材料的機(jī)械性能是指該材料在不同溫度下可以承受各種拉力的機(jī)械性能[1]。

2 金屬材料力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)

通過(guò)使用有限元分析軟件來(lái)分析連續(xù)體的近似計(jì)算值，您可以獲得相當(dāng)完整的理論系統(tǒng)。其中包含的數(shù)值計(jì)算方法解決了工程學(xué)中的許多問(wèn)題，包括電磁學(xué)和力學(xué)。經(jīng)過(guò)多年的研究，我國(guó)材料力學(xué)的有限元分析方法能夠?qū)δ承┢胀ú牧显跈C(jī)械條件下進(jìn)行有限元分析，并提供了材料的機(jī)械應(yīng)力和應(yīng)變與性能指標(biāo)之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)獲得的ANSYS 有限元性能測(cè)試和模擬測(cè)試的組合。對(duì)復(fù)雜的物理對(duì)象進(jìn)行離散化和劃分后，可以通過(guò)對(duì)逼近函數(shù)的有限元分析來(lái)求解和處理整個(gè)方程，等待分析獲得誤差近似值的解釋結(jié)果。計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算使您可以有效地使用數(shù)字來(lái)處理任何復(fù)雜的問(wèn)題。金屬材料的機(jī)械測(cè)試的目的是對(duì)金屬材料的拉伸，沖擊和過(guò)程進(jìn)行各種測(cè)試，并且通過(guò)幾何機(jī)械測(cè)試，以標(biāo)準(zhǔn)樣式模擬機(jī)械性能測(cè)試，并將其置于常規(guī)機(jī)械測(cè)試中。從上方進(jìn)行應(yīng)力狀態(tài)愛(ài)的機(jī)械測(cè)試。通過(guò)模擬的機(jī)械測(cè)試和測(cè)試，整個(gè)測(cè)試過(guò)程看起來(lái)很直觀?？梢詫?shù)據(jù)庫(kù)中的機(jī)械測(cè)試數(shù)據(jù)與模擬參數(shù)相關(guān)聯(lián)，可以獲得金屬材料形狀的模擬結(jié)果，并且可以模擬，分析和放置服務(wù)條件后的機(jī)械性能的基本部分。

2.1 拉伸測(cè)試模擬

使用伸長(zhǎng)率模擬的測(cè)試方法，按照國(guó)內(nèi)GB/T228．1 的規(guī)定測(cè)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試項(xiàng)目包括伸長(zhǎng)率，伸長(zhǎng)率，截面n 值，拉伸實(shí)驗(yàn)室等。彈性的伸長(zhǎng)率（例如屈服的r 值）必須經(jīng)歷從彈性到頸縮的幾個(gè)階段。測(cè)試的負(fù)載和原始標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)測(cè)量來(lái)固定，同時(shí)，為了準(zhǔn)確起見(jiàn)，唯一會(huì)縮短弧形末端進(jìn)一步位置的負(fù)載會(huì)被計(jì)算出來(lái)。要求?？梢栽谒蟹较蛏隙x金屬材料的彈性模量和泊松比，應(yīng)使用在模擬數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)置的測(cè)量應(yīng)力來(lái)設(shè)置測(cè)試材料的應(yīng)變關(guān)系[2]。

2.2 金屬材料與其他材料不同

特定于材料的屬性的參數(shù)（例如，DENS 密度，EX，NUXY）具有不同的值。模擬參數(shù)（DENS，EX 和NUXY）是指材料本身的狀態(tài)和尺寸。模擬拉伸測(cè)試的意思是通過(guò)測(cè)試。實(shí)際測(cè)試結(jié)果的組合與實(shí)際材料的固有參數(shù)無(wú)關(guān)，也與受力狀態(tài)的大小無(wú)關(guān)。它與實(shí)際的感應(yīng)耦合無(wú)關(guān)，例如使用環(huán)境的條件和元素含量以及其他模擬結(jié)果和熱處理?xiàng)l件。在金屬機(jī)器性能測(cè)試領(lǐng)域引入的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)仿真參數(shù)使我們更加關(guān)注“維修零件”。

2.3 對(duì)金屬材料的機(jī)械性能的測(cè)試大部分是通過(guò)測(cè)試工具完成的

金屬材料機(jī)械試驗(yàn)機(jī)條件惡劣，檢查時(shí)間長(zhǎng)，在假定原始結(jié)構(gòu)和原始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的前提下，采用物理方法和手段快速測(cè)量金屬材料的尺寸和規(guī)格。該方法的缺點(diǎn)是其穩(wěn)定性和可重復(fù)性不足，但是具有以下優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量金屬樣品的指定尺寸，計(jì)算從測(cè)試中獲得的尺寸，規(guī)格和最大表面負(fù)荷，以及獲得無(wú)法通過(guò)在線快速檢查摘要測(cè)量的表面形狀。由于可以承受載荷值，因此該檢測(cè)方法不適用于無(wú)損在線快速檢測(cè)，但是它可以計(jì)算表面形狀和基本機(jī)械性能，而不會(huì)破壞金屬材料本身的形狀。

3 對(duì)金屬材料的機(jī)械性能進(jìn)行非破壞性測(cè)試的主要方法是機(jī)械應(yīng)力法，振動(dòng)測(cè)試法，應(yīng)力波測(cè)試法和超聲測(cè)試法

（1）機(jī)械應(yīng)力法將金屬材料樣品放入相應(yīng)的載荷中，用計(jì)算機(jī)計(jì)算出樣式的靜態(tài)彎曲模量和彈性強(qiáng)度，然后根據(jù)獲得的值對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行應(yīng)力分類。

（2）振動(dòng)檢測(cè)方法：通過(guò)將傳感器的振動(dòng)頻率應(yīng)用于金屬試樣來(lái)測(cè)量試樣的自由減振率和試樣的質(zhì)量，并使用計(jì)算機(jī)計(jì)算產(chǎn)生的橫向振動(dòng)，并將被測(cè)材料的彈性模量作為數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。之后就可以得到金屬材料的振動(dòng)系數(shù)和彈性特性以及它們之間的相互關(guān)系的數(shù)值。

（3）應(yīng)力檢測(cè)方法：通過(guò)測(cè)量的材料速度設(shè)置測(cè)量的材料密度和彈性模量之間的物理關(guān)系。在使用Couplant 的前提下測(cè)量的金屬的形狀和尺寸不受金屬材料對(duì)象的限制。受到?jīng)_擊后，會(huì)產(chǎn)生沖擊應(yīng)力波，并且應(yīng)力波可以在對(duì)象內(nèi)部傳播。該檢測(cè)基于傳感器和要測(cè)量的金屬材料之間的應(yīng)力波，而無(wú)需使用耦合。沖擊波檢測(cè)方法中使用的測(cè)試設(shè)備還具有便攜式的優(yōu)點(diǎn)[3]。

（4）超聲波檢測(cè)方法：在測(cè)量超聲波速度之后，通過(guò)超聲波計(jì)算金屬材料的彈性模量，并根據(jù)超聲波傳播時(shí)間的差異獲得金屬材料的傳播與介質(zhì)密度之間的衰減，從而獲得超聲彈性。模量也可用于確定測(cè)試的金屬材料中的缺陷。

4 結(jié)語(yǔ)

如今，金屬材料的機(jī)械性能測(cè)試技術(shù)一直朝著簡(jiǎn)便，快速，精確和自動(dòng)化的方向發(fā)展，并可以為未來(lái)的生產(chǎn)和長(zhǎng)壽命提供更多的技術(shù)支持。因此，在測(cè)試過(guò)程中，相關(guān)行業(yè)應(yīng)廣泛使用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方法和方法，不斷創(chuàng)新和優(yōu)化現(xiàn)有的測(cè)試技術(shù)和方法，并通過(guò)新的測(cè)試技術(shù)不斷改進(jìn)材料。檢測(cè)技能水平和效率。