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机械性能测试

机械安全标准类别的划分采用国际标准的划分方法,分为A、B、C三类。 我国各级标准化技术委员会共制定了100余项机械安全标准,并且在基础通用标准方面基本上都采用了相应的国际标准和欧洲标准,如GB/T15706—1995《机械安全 基本概念与设计通则》、GB/T12265.3—1997《机械安全 避免人体各部位挤压的最小间距》等,这些标准的制定和采用,在避免和减少事故、保证使用者安全和健康方面均起到了重要的作用。

努氏硬度测试

硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力,是衡量金属材料软硬程度的一种指标。硬度值可以反映材料的强度和耐磨性,通常情况下硬度越高材料的强度越高,塑性变形抗力越高,材料耐磨性也越高。努氏硬度测量原理是将顶部两相对面具有规定角度的菱形棱锥体金刚石头用试验力压入试样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面压痕长对角线的长度,具有较高的测量精度。努氏硬度试验的压痕压入深度只有长对角线长度的1 /30,维氏硬度试验的压痕压入深度为对角线长度的1/7,所以努氏硬度适用于表层硬度和薄件的硬度测试。同一试样在同一负荷下,努氏硬度压痕对角线长度约为维氏硬度压痕对角线长度的3倍,优于维氏硬度测量法。努氏硬度的测试温度范围在23±5℃,测试试样的表面应抛光且无污染,对于小的不规则的试样应进行镶嵌。测试过程中任一压痕中心距试样边缘,至少应为短压痕对角线长度的3倍,对于肩并肩的两相邻压痕之间的最小距离至少应为压痕短对角线长度的2.5倍,对于头碰头的两相邻压痕之间的最小距离至少应为压痕长对角线的1倍,如果两个压痕大小不同,压痕之间的最小距离至少应为较大压痕短对角线长度的1倍。压痕的测量装置应能将对角线放大到视场的25%~75%。

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显微维氏硬度测试

硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力,是衡量金属材料软硬程度的一种指标。硬度值可以反映材料的强度和耐磨性,通常情况下硬度越高材料的强度越高,塑性变形抗力越高,材料耐磨性也越高。维氏硬度试验原理是将两顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头用一定的试验力压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度。维氏硬度值与试验力除以压痕表面积的商成正比。维氏硬度的试验一般在10℃~35℃下进行,根据试验力的大小维氏硬度可以分为维氏硬度试验、小力值维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。维氏硬度的试样的测试面需要光滑平坦(抛光处理),试验面上应无污染。试验过程中任一压痕中心到试样边缘距离,对于钢、铜及铜合金至少应为压痕对角线长度的2.5倍;对于轻金属、铅、锡及其合金至少应为压痕对角线的3倍。两相邻压痕中心之间的距离,对于钢、铜及铜合金至少应为压痕对角线长度的3倍;对于轻金属、铅、锡及其合金至少应为压痕对角线的6倍,。如果相邻压痕大小不同,应按较大压痕确定压痕间距。压痕观察时放大系统应能将对角线放大到视场的25%~75%。显微维氏硬度(试验力范围0.09807N≤F<1.961N)可用于测定小件、薄件、硬化层、摩擦等材料表面性质的变化;可用于金相及金属物理学研究,测量材料的单晶体及金相组织。此外,通过对压痕形状的观察,可以研究金属各组成相的塑性和脆性;可用于玻璃、陶瓷、矿物等脆性材料的硬度测定。

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高频疲劳测试

在足够大的交变应力作用下,于金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位,都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展,构件横截面逐步削弱,当达到一定限度时,构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象,称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料,当承受交变应力时,往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下,突然断裂。疲劳断口明显地分为两个区域:较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后,交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合,相互挤压反复研磨,光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化,在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区,则是最后突然断裂形成的。统计数据表明,机械零件的失效,约有70%左右是疲劳引起的,而且造成的事故大多数是灾难性的。因此,通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。按破坏循环次数的高低将疲劳分为两类:高循环疲劳(高周疲劳)和地循环疲劳(低周疲劳)。疲劳测试的方法即是通过疲劳试验机在一定的应变范围内对疲劳试样进行循环加载,试验过程中应变速率和循环的频率保持不变,试验过程中连续记录循环应力-应变曲线或试样失效的循环次数。

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