弹簧试验需注意的两个问题

[2014/7/23]

　　首先是弹簧试验机速度的问题，在弹性变形阶段，金属的变形量很小而弹簧载荷迅速增大。这时候如果以横梁位移控制来做弹簧试验，那么速度太快会导致整个弹性段很快就被冲过去。以弹性模量为 200Gpa的普通钢材为例，如果标距为50mm的材料，在弹性段内如以10mm/mi200000N/mm2S-1×10mm/min×1min /60S×1/50mm=666N/mm2S-1速度进行弹簧试验，那么实际的应力速率为一般的钢材屈服强度就小于600Mpa

　　所以只需要1秒钟就把试样拉到了屈服，这个速度显然太快。所以在弹性段，一般都选择采用应力速率控制或者负荷控制。塑性较好的材料试样过了弹性段以后，载荷增加不大，而变形增加很快，所以为了防止弹簧速度过快，一般采用应变控制或者横梁位移控制。所以在GB228-2002里面建议了，“在弹性范围和直至上屈服强度，

　　其次是引伸计的装夹、跟踪与取下来的时机。对于钢材的弹簧的试验，如果要求取最大力下的总伸长(Agt)，那么引伸计就必须跟踪到最大力以后再取下。对于薄板等拉断后冲击不大的试样，引伸计可以直接跟踪到试样断裂;但是对于拉力较大的试样，最好的办法是试验机弹簧到最大力以后开始保持横梁位置不动，等取下引伸计以后在把试样拉断。有的夹具在夹紧试样的时候会产生一个初始力，一定要把初始力消除以后再夹持引伸计，这样引伸计夹持的标距才是试样在自由状态下的原始标距。

　　弹簧试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并在规定的应力速率的范围内(材料弹性模量E/(N/mm2)<150000，应力速率控制范围为2—20(N /mm2)?s-1、材料弹性模量E/(N/mm2)≥150000，应力速率控制范围为6—60(N/mm2)?s-1=。若仅测定下屈服强度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s～0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。

　　在塑性范围和直至规定强度(规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度)应变速率不应超过0.0025/s。这里面有一个很关键的问题，就是应力速度与应变速度的切换点的问题，最好是在弹性段结束的点进行应力速度到应变速度的切换，在切换的过程中要保证没有冲击、没有掉力，这是拉力试验机的一个非常关键的技术。

　　虽然说每一个弹簧试验机厂家对金属弹簧都很熟悉，但是真正完全能够把标准以及标准后面的理由吃透的厂家并不多，所以现在每一个试验机厂家在指导用户完成金属弹簧试验的时候一般是从他们自己设备的能力出发，以最简单的方式来完成试验，比如全部以横梁位移的速度来完成整个试验过程。金属弹簧试验还是有很多细节问题非常值得我们重视。

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