王 方

（航空工業(yè)陜西飛機工業(yè)（集團）有限公司，陜西 漢中 723200）

研究人員對材料科學的研究工作高度重視，結合不同種類的力學性能檢測技術，能夠對材料的物理性能進行有效把握，為制造業(yè)提供較為準確的數據，適應不同建設需求。金屬材料的應用較為廣泛，在基礎項目建設與軍工制造行業(yè)中使用場景較多。為了提高金屬材料力學性能的檢測技術，需要研究人員重視新技術的應用，逐步提高測驗結果的準確性。

1 金屬材料的力學性能概述

現階段研究人員對于金屬材料的基本性能檢測，主要從三個方面具體展開，分別是化學成分檢測、金相失效分析與力學性能檢測。其中金屬材料的力學性能檢測在日常工作中的應用較為普遍，直接決定了現階段金屬材料的應用場景。對金屬材料的力學性能進行分析，主要包括以下四點內容。第一點，金屬材料的強度。在基礎項目應用中，金屬材料的強度大小直接決定了該材料是否符合工程建設的需求。在實際檢測操作過程中，主要有拉伸、壓縮與彎曲等內容。第二點是金屬材料的塑性。塑性表明材料在外部載荷作用下發(fā)生永久性形變之后，其自身不會受到破壞，常用斷后延伸率A和斷面收縮率Z來衡量。第三點是金屬材料的硬度。在工程建設階段，對于金屬材料的硬度有著嚴格的要求，高硬度金屬材料具有較強的耐磨性同時也有較高的脆性，通常在基礎項目建設中，設計人員會根據產品應用選擇性價比較高且自身硬度較強的金屬材料，從而提高基礎項目自身質量。第四點是疲勞。在金屬材料使用階段，由于使用場景會出現循環(huán)載荷，在這種條件下工作的金屬材料，會產生疲勞損傷，造成金屬材料的性能發(fā)生變化。如果在金屬材料使用階段，工作人員長時期使金屬材料處于疲勞損傷的工作模式下，微小裂紋擴展會造成金屬材料永久性失效即產生斷裂，將會造成不可挽回的損失。

2 常規(guī)金屬材料力學性能檢測技術

2.1 拉伸試驗

拉伸試驗是現階段檢測金屬材料力學性能的重要試驗，相關工作人員對于金屬材料的拉伸性能指標的關注度較高，認為金屬材料的拉伸性能是反映金屬材料的力學性能的重要指標，金屬材料拉伸過程直觀地反映了材料的彈性、塑性、斷裂三個階段的基本特性。目前，技術人員在對金屬材料展開拉伸試驗時，需要使用相關設備對金屬材料進行拉伸至材料斷裂。這種破壞性試驗的展開通常使用萬能材料試驗機，根據試驗標準要求對標準試樣采用應力控制速率或者應變控制速率進行拉伸，通過對試驗結果進行記錄，能夠對金屬材料的受應力狀態(tài)進行分析，結合相關指標計算方法，明確金屬材料的抗拉性能。這種操作并不困難，試驗成本較低，能夠對金屬材料受力情況下發(fā)生的變化進行分析，有效劃分為三個不同變形階段，分別是彈性變形階段、塑性變形階段與斷裂階段。目前，研究人員重視對該方法的應用，結合我國研究人員制定的相關標準，能夠提升拉伸試驗結果的準確性[1]。

2.2 扭轉試驗

扭轉試驗主要是將金屬材料置于扭轉力作用下，使試樣發(fā)生扭轉變形，用以測量材料受切應力下的剪切強度極限。在試驗階段，操作人員需要對試驗場景進行有效控制，例如試樣裝夾的同軸度等，確保該金屬材料位于純剪切力情況下，以提高整體試驗的結果。技術人員在試驗階段，使用扭角儀等專業(yè)試驗儀器測量等間距截面間相對扭轉角增量，通過計算公式得到金屬材料剪切彈性模量，從而對金屬材料的扭轉性能進行有效分析。

2.3 沖擊韌性試驗

沖擊韌性試驗是一種測量金屬材料在動載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力，這里所說的動載荷有別于拉伸試驗中的靜載荷，是指載荷與試樣接觸瞬間速度劇烈變化，即是具有加速度的載荷。這種破壞性試驗受金屬材料的自身影響較大，對材料自身狀態(tài)很敏感，能夠靈敏反映出材料的宏觀缺陷和微小變化，可用于檢測材料的冶金缺陷。目前，在沖擊韌性試驗中，技術人員需要根據測試的材料選擇合適的測量設備及方法，能夠提高測量結果的準確性。常用的試驗技術有三種，分別是落球沖擊、懸臂梁沖擊與簡支梁沖擊，這三種試驗技術的應用，能夠對金屬材料的抗沖擊性能進行檢測，便于工作人員快速進行質量檢驗。在沖擊韌性試驗中，對于金屬材料影響較大的因素有材料的厚度、材質與結構等，在試驗階段，操作人員應該按照相應的標準，對該材料進行有效測量，從而提高沖擊韌性試驗檢測的準去度。

3 新技術的應用推動力學性能檢測技術發(fā)展方向

3.1 更為精確的測試精度

在金屬材料測量階段，為了準確反映金屬材料的力學性能，試驗人員需要對試驗結果的準確性進行明確。隨著新技術在力學性能試驗中的應用，能夠為試驗結果提供更高的精度。尤其是現階段工業(yè)建設中，金屬材料的使用場景逐漸多樣化，無論是傳統(tǒng)的制造業(yè)還是新興的通信工程建設都需要金屬材料的參與。金屬材料的使用已經成為了提高社會建設的重要資源，重視對基礎材料的研究，能夠改善現階段機械設備的性能。在金屬材料力學性能檢測技術發(fā)展中，技術人員需要發(fā)揮自身重要作用，對影響較大的測量項目展開詳細測量工作。

現階段工業(yè)快速發(fā)展，對基礎建設的材料要求不斷提升，尤其是工業(yè)生產中，對于金屬零件的精度要求逐步提升。并且在工業(yè)金屬零件生產中，產品的公差應控制在一定范圍內，從而提高工程建設質量。在金屬零件加工中，金屬材料的力學性能將會對最終金屬零件的產品產生一定的影響，設計人員在設計階段，需要結合金屬材料的性能，對折彎系數、展開系數等系數進行準確測量，從而提高設計工作質量[2]。

例如：XM企業(yè)主要從業(yè)于鈑金施工，在日常工作中，對于金屬材料的需求較大。設計部門工作人員為了提高設計精度，保證設計的產品能夠順利加工出來。在技術部門工作人員的參與下，使用先進設備對金屬材料的力學性能進行實際測量，對于工業(yè)生產中常使用鍍鋅板、不銹鋼板等金屬材料的抗剪強度與抗彎強度進行測量，從而確定不同種類、不同厚度鋼板的折彎系數。

隨著我國工業(yè)建設的不斷進步，對于金屬材料的需求進一步擴大，尤其是在裝配制造業(yè)高質量發(fā)展中，對于金屬材料的檢查結果的要求不斷提升，金屬材料檢測工作將會朝著高精度方向發(fā)展，使金屬材料力學性能檢測得到更為準確的試驗結果。

3.2 提升測量方法

目前，對金屬材料力學性能的檢驗技術發(fā)展較為迅速，能夠使用專用設備對于金屬材料的力學性能進行有效測量，從而提高測量結果的準確性。結合當前金屬材料力學檢測現狀，存在一定的人為因素失誤對金屬力學性能的檢測結果造成影響。為此，研究人員需要適應當前工業(yè)發(fā)展的方向，逐步提升測量方法，適應現階段檢測工作的需要。

在試驗階段，技術人員總結過往經驗，逐步探索檢查金屬材料力學性能的有效途徑，發(fā)揮自身重要作用，從而降低試驗結果誤差，并將檢測結果誤差控制在一定范圍內，提高金屬材料檢測結果的準確性。

尤其是市場化經濟體制下，測量設備制造企業(yè)重視自身設備更新換代，不斷提高檢測結果的準確性。金屬材料力學性能檢測機構需要重視新技術的應用，做好試驗室設備換新工作。針對現階段金屬材料力學性能檢測中存在的各種問題，從提高測量方法入手控制測量誤差，滿足現階段工業(yè)建設的需求。隨著現階段科學技術的應用，試驗室工作人員應該重視創(chuàng)新意識的培養(yǎng)與運用，不斷提高專業(yè)技能，創(chuàng)新試驗測量方法，提高整體測量工作的科學性[3]。

3.3 使用新型測量儀器

隨著我國基礎材料的研究工作進一步提升，金屬材料的用途逐漸明確，相應的金屬材料種類不斷豐富。尤其是鋼鐵產業(yè)，根據材料內部元素含量的不同，可以分為碳素結構鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼、低合金高強度鋼等鋼材。為了檢測這些不同鋼材的金屬特性，試驗人員通常會選擇更為精密的測量儀器，對這些不同種類用途鋼材的力學性能進行準確測試。

傳統(tǒng)機械式試驗器材在測試鋼材性能時，由于測試條件達不到要求，不能夠對不同型號的鋼材的力學性能進行精細分類。因此，在接下來金屬材料力學性能檢測中，需要結合新興技術領域的應用，使用新型測量儀器，創(chuàng)新方法，對各種不同的金屬材料力學性能進行有效檢測，從而提高試驗結果質量。

隨著我國重視基礎材料的研究，將研究成果應用于一些高強度、高精度場合，從而提高產品設計與建設質量。重視對新型測量儀器的使用，能夠為基礎科學研究提供便利。

結合現階段我國經濟發(fā)展現狀，新型測量儀器具有較大的市場前景，相關企業(yè)重視該設備的研發(fā)與銷售，將新技術有效應用于日常生活中，能夠提高產業(yè)管理工作質量[4]。

3.4 使用計算機模擬技術

隨著科學技術的發(fā)展，信息技術與工業(yè)技術有效融合，逐漸誕生了計算機模擬技術。該技術的應用推動了現階段金屬材料力學性能檢測技術的發(fā)展，在一定程度上通過對金屬材料的系數設定，能夠科學評判該材料的力學性能是否達到使用標準。因此，在實際測量階段使用力學性能模擬技術，可以大幅度提高試驗結果的準確性，同時還能夠利用仿真模擬技術減少現實中材料的浪費，達到進一步提質增效。

尤其是新技術的應用，能夠更好地測量力學材料的性能，在金屬材料力學性能檢測中，技術人員合理使用計算機模擬技術，一方面對試驗過程進行指導，另一方面可以與試驗結果相互比對，及時發(fā)現檢測階段存在的不足之處。

例如：在金屬材料力學性能檢測中，ANSYS 有限元模擬技術的應用，能夠極大地提高試驗結果的準確性。技術人員使用該技術，結合實際測量數據，將實測數據與ANSYS有效耦合，從而模擬參數，與關聯數據庫之間進行有效聯系，模擬現實中金屬材料及結構的力學性能。在試驗階段，通過計算機建立相關模型，并使用計算機軟件關聯數據庫，對于金屬材料的力學性能過程進行模擬，得到真實服役情況下的材料內部應力分布及變化情況，準確尋找材料缺陷和薄弱點。該技術的應用，操作簡單，對于金屬材料的影響較小，節(jié)約了人力物力，還能夠廣泛應用于不同金屬構件試驗中。

4 結論

總而言之，現階段新技術的應用，推動金屬材料力學性能檢測技術朝著更為便捷的方向發(fā)展。在不遠的未來，金屬力學性能檢測將會實現自動化與高效化。因此，在材料檢測行業(yè)發(fā)揮中，研究人員應該重視新技術的應用，結合工作人員自身經驗，在實際應用中不斷提高力學性能檢測工作的準確性。