一種不等壁厚金屬管彎曲力學(xué)性能評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于力學(xué)性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不等壁厚金屬管彎曲力學(xué)性能評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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(nèi)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(guī)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(nèi)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(nèi)花鍵管。
[0003]公交車扶手管對管材的彎曲力學(xué)性能要求較高，因此需要對管材進行彎曲力學(xué)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(xué)性能試驗方法》以及《YB/T 5349-2006金屬彎曲力學(xué)性能試驗方法》(GB/T 14452-1993調(diào)整)。GB/T 244-2008中規(guī)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(guī)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(guī)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(xué)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(nèi)花鍵管在三點彎曲試驗過程中不會被壓斷，導(dǎo)致試驗過程中上壓頭下壓一定距離后無法繼續(xù)下壓，試驗被迫終止，無法對內(nèi)花鍵管的彎曲力學(xué)性能進行測試和評價。目前沒有針對波形花型管、內(nèi)花鍵管等不等壁厚金屬管的抗彎測試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種不等壁厚金屬管彎曲力學(xué)性能評價方法，解決現(xiàn)有技術(shù)不能準確評價不等壁厚金屬管彎曲力學(xué)性能的問題。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種不等壁厚金屬管彎曲力學(xué)性能評價方法，包括下列步驟:
[0007]I)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(xué)性能測試，得厚壁受壓數(shù)據(jù)和薄壁受壓數(shù)據(jù)；
[0008]2)將步驟I)所得厚壁受壓數(shù)據(jù)與薄壁受壓數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理形成擬合曲線，用于評價不等壁厚金屬管的彎曲力學(xué)性能。
[0009]步驟I)中所述彎曲力學(xué)性能測試的具體操作步驟可參照《GB/T 14452-1993金屬彎曲力學(xué)性能試驗方法》或《YB/T 5349-2006金屬彎曲力學(xué)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(yīng)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(guī)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(xué)性能測試。
[0010]優(yōu)選的，所述不等壁厚金屬管的管壁橫截面厚度呈有規(guī)則的凹、凸部；進一步優(yōu)選的，所述不等壁厚金屬管為波形花型管或內(nèi)花鍵管。
[0011]優(yōu)選的，步驟I)中所述彎曲力學(xué)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。
[0012]步驟I)所得厚壁受壓數(shù)據(jù)、薄壁受壓數(shù)據(jù)是指載荷(彎曲力)隨撓度變化的數(shù)據(jù)。載荷對撓度變化的數(shù)據(jù)可制成彎曲力-撓度曲線。
[0013]所述撓度的最大限值不大于跨距的一半。
[0014]步驟2)中，數(shù)據(jù)處理形成擬合曲線的具體方法為:計算同一撓度對應(yīng)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。
[0015]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(xué)性能最大值。根據(jù)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(xué)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(xué)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(xué)性能，該值越大表明其抗彎性能越好。
[0016]本發(fā)明的不等壁厚金屬管彎曲力學(xué)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(xué)性能測試，將所得厚壁受壓數(shù)據(jù)與薄壁受壓數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理形成擬合曲線，用于評價不等壁厚金屬管的彎曲力學(xué)性能；該方法實現(xiàn)了不等壁厚金屬管彎曲力學(xué)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(xiàn)，能有效的進行產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)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(shè)備，操作簡單，適合在實際設(shè)計、檢驗時推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1的評價方法所測波形花型管的橫截面示意圖，其中I為厚壁、2為薄壁；
[0018]圖2為實施例1所得壓彎試驗曲線示意圖；
[0019]圖3為實施例2的評價方法所測內(nèi)花鍵管的橫截面示意圖，其中I為厚壁、2為薄壁。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]實施例1
[0022]本實施例的待測不等壁厚金屬管為波形花型管，其橫截面如圖1所示，管壁橫截面厚度呈有規(guī)則的凹、凸部，凸部為厚壁1，凹部為薄壁2 ;厚壁處施力點位于厚壁I對應(yīng)的金屬管外壁處，薄壁處施力點位于薄壁2對應(yīng)的金屬管外壁處。
[0023]本實施例的波形花型管彎曲力學(xué)性能評價方法，包括下列步驟:
[0024]I)取一根波形花型管的厚壁處作為施力點施加彎曲力進行三點彎曲力學(xué)性能測試(厚壁受壓是將圖1中的厚壁I對應(yīng)的金屬管外壁處與壓頭相接觸，通過加載，彎曲至定撓度值)，控制撓度的最大限值(定撓度值)不大于跨距的一半，得載荷隨撓度變化的厚壁受壓數(shù)據(jù)，形成的厚壁受壓載荷-撓度曲線如圖2所示；
[0025]取另一根相同規(guī)格的波形花型管的薄壁處作為施力點施加彎曲力進行三點彎曲力學(xué)性能測試(薄壁受壓是將圖1中的薄壁2對應(yīng)的金屬管外壁處與壓頭相接觸，通過加載，彎曲至定撓度值)，控制撓度的最大限值(定撓度值)不大于跨距的一半，得載荷隨撓度變化的薄壁受壓數(shù)據(jù)，形成的薄壁受壓載荷-撓度曲線如圖2所