由西南交通大学主持制定的《金属材料板状、棒状微型试样第1部分:疲劳试验方法》于2025年1月8日顺利通过审定,标志着全国钢标委力学分委员会微试样力学试验方法标准工作组自成立以来诞生的首个国家标准。微力特斯科技有限公司作为主要完成单位参与了标准制定工作。该标准针对厚度在0.6毫米至2毫米之间的均质、各向同性且应力-应变关系符合幂律特性的金属材料提供了等幅低周应变疲劳的试验方法,它规定了在应变控制条件下,对漏斗形板状微型试样如何执行低周疲劳测试提供了相关试验原理、力学方程、试样尺寸设计和试验技术要求等相关内容。
此标准的出台开创了金属材料微型试样应变控制疲劳试验的新方法,促进了传统低循环疲劳试验技术的发展与完善,填补了利用小尺寸材料实现塑性疲劳试验的方法与技术空白,为我国金属材料微试样力学性能试验技术的进步提供了强有力的支持,加速了相关标准体系的构建进程。
自上世纪八十年代起,随着核电、汽车等行业对薄板材料疲劳特性评估需求的日益增长,国内外学者围绕这一课题展开了广泛而深入的研究。然而,在使用传统的等直试样进行等幅应变循环加载时,经常会遇到试样过早失稳的问题;而为了防止这种情况的发生,若采用防失稳侧向约束措施,则会不同程度地改变标距区内试样的单轴应力状态。经过二十多年不解努力,西南交通大学力航学院蔡力勋教授及其团队基于能量密度等效理论(简称C理论),针对能够避免低循环失稳现象同时保持局部单轴应力应变条件的薄板漏斗形试样,提出了适用于不同尺寸微型漏斗试样局部单向应力应变分析的通用弹塑性解析理论方程以及相应的循环应力应变关系表达式,这使得即使是厚度仅有0.6mm,面积相当于一枚硬币大小的薄板材料也能有效完成等幅应变疲劳试验,并从中提取出材料的固有低周疲劳Manson-Coffin规律。此外,对于那些因尺寸限制无法按照常规方式实施等幅低周疲劳试验的材料而言,这项新制定的标准提供了一种利用更小样本、更少材料来实现Manson-Coffin定律测定的有效途径。
作为拥有完全自主知识产权的中国国家标准,《金属材料板状、棒状微型试样第1部分:疲劳试验方法》的发布无疑将在促进疲劳科学研究及微尺度材料测试技术创新方面发挥重要作用,开启一个全新的里程碑。注:当多晶金属材料的晶粒尺寸更小时,试样厚度可以更小(不限于 0.6mm),选择最小厚度的原则是,其尺寸超过平均晶粒尺寸的30倍。
Post time: Jan-15-2025