卓澤昌
(1 廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司;2 廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測總站有限公司)
金屬材料在建筑業(yè)中是使用范圍最為廣泛的材料之一,其力學(xué)性能中包含了塑性指標(biāo),而斷后伸長率是最為重要的塑性指標(biāo)。通常情況下,在檢測斷后伸長率時,先在金屬材料表面上留下標(biāo)記點,然后對金屬材料進(jìn)行拉斷后,將拉斷后的金屬材料平放在試樣槽上拼接,目測拼接完整后,再用游標(biāo)卡尺輕觸標(biāo)記點測出長度,最后計算斷后伸長率。金屬材料多為圓柱體結(jié)構(gòu),在使用游標(biāo)卡尺輕觸測量斷后伸長率時,就會導(dǎo)致金屬材料容易滾動失穩(wěn),從而拼接不嚴(yán),從而導(dǎo)致測量效率低,測量結(jié)果精度不高。
本文研制的金屬材料斷后伸長率檢測儀(以下稱本檢測儀),旨在實現(xiàn)提高金屬材料斷后伸長率的檢測效率以及檢測精度。
如圖1 所示,本檢測儀包括包括架體、試樣槽、固定板、激光裝置。試樣槽水平設(shè)置在架體上,試樣槽用于放置拉斷后的第一金屬材料以及第二金屬材料。測量尺上標(biāo)刻有用于計量長度的刻度,激光裝置與測量尺滑動連接,用于投射激光光束。
圖1 金屬材料斷后伸長率檢測儀立體圖
本檢測儀測量尺為數(shù)顯游標(biāo)卡尺,激光裝置設(shè)置在數(shù)顯游標(biāo)卡尺的游標(biāo)上。
本檢測儀試樣槽的斷面為V 型結(jié)構(gòu),試樣槽的V 型開口角度為60°~120°。
本檢測儀試樣槽的兩端分別設(shè)有第一固定機構(gòu)以及第二固定機構(gòu);第一固定機構(gòu)用于向第一金屬材料施加朝向試樣槽底部的壓力,以使第一金屬材料固定在試樣槽上;第二固定機構(gòu)用于向第二金屬材料施加朝向第一金屬材料的擠壓力,以使第一金屬材料與第二金屬材料緊貼接觸。第一固定機構(gòu)包括第一豎向件以及第一橫向件,第一豎向件固定連接在試樣槽的一端端位處,第一橫向件位于試樣槽的上方,且第一橫向件的一端與第一豎向件的上部固定連接;第二固定機構(gòu)包括第二豎向件,第二豎向件固定連接在試樣槽的另一端端位處,第二豎向件上螺紋連接有水平設(shè)置的第二螺栓,第二螺栓的末端朝向第一固定機構(gòu)。
第二固定機構(gòu)還包括第三豎向件,第三豎向件滑動連接在試樣槽上,第三豎向件的底部與試樣槽的放置表面貼合配合;第三豎向件的朝向第二豎向件的一側(cè)表面設(shè)有限位件,限位件內(nèi)設(shè)有限位空腔;第二螺栓的末端固定連接有限位板,限位板旋轉(zhuǎn)連接在限位空腔內(nèi)。如此設(shè)置,通過第三豎向板以增加第二螺栓對第二金屬材料的作用面積,從而確保第二螺栓能有效地推動第二金屬材料向第一金屬材料靠近。同時,將第三豎向板的底部與試樣槽的放置表面貼合配合,利用試樣槽以限制第三豎向板只能沿試樣槽滑動。
如圖2 所示,本檢測儀試樣槽的底部設(shè)有槽型通孔;試樣槽滑動連接有承托機構(gòu),承托機構(gòu)包括由上至下依次連接的承托槽、連接件以及手持件,承托槽設(shè)置在試樣槽上,承托槽的底面與試樣槽的放置表面貼合配合;連接件貫穿槽型通孔,手持件位于試樣槽的下方;承托槽上設(shè)有軟質(zhì)材料。
圖2 試樣槽結(jié)構(gòu)示意圖
如圖3 所示,本檢測儀架體上設(shè)有水準(zhǔn)儀,架體的底部分布有若干水平調(diào)節(jié)機構(gòu),若干水平調(diào)節(jié)機構(gòu)相配合以使架體水平放置。
圖3 試樣槽剖面圖
本檢測儀水平調(diào)節(jié)機構(gòu)包括底座,底座上部固定連接有螺桿,螺桿上螺紋連接有調(diào)節(jié)環(huán),如圖4 所示;架體的底板穿過螺桿,并承托在調(diào)節(jié)環(huán)的上表面。
圖4 水平調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖
金屬材料斷后伸長率檢測儀操作步驟如下:
⑴本檢測儀架體底部分部有若干水平調(diào)節(jié)機構(gòu),使用前通過調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)機構(gòu)使架體水平放置,通過觀察水準(zhǔn)儀中的氣泡是否居中即能直觀觀察架體是否水平放置。
⑵利用打點機在金屬材料表面上留下標(biāo)記點,然后對金屬材料進(jìn)行拉斷后,將拉斷后的金屬材料平放在試樣槽上拼接,利用第一固定機構(gòu)壓緊限制第一金屬材料的活動,利用第二固定機構(gòu)推動第二金屬材料向第一金屬材料靠近,以使第一金屬材料與第二金屬材料的斷口端相互抵接,從而消除第一金屬材料與第二金屬材料之間的斷口端的間隙所帶來的不良影響,進(jìn)而提高斷后伸長率的檢測精度。
⑶移動游標(biāo)使激光光束對準(zhǔn)第一金屬材料的標(biāo)記號處,并進(jìn)行數(shù)顯清零。然后滑動游標(biāo)使激光光束對準(zhǔn)第二金屬材料的標(biāo)記號處,激光裝置所滑動的距離即為伸長量,可計算出金屬材料的斷后伸長率。
⑷架體上還設(shè)有數(shù)據(jù)處理器。可將將數(shù)顯游標(biāo)卡尺所測得的讀數(shù)輸入至數(shù)據(jù)處理器中,通過對若干金屬材料進(jìn)行多次測量取均值,即可進(jìn)一步提高金屬材料的斷后伸長率的檢測精度。
⑴操作簡便。本檢測儀試樣槽的斷面為V 型結(jié)構(gòu),便于金屬材料的平穩(wěn)放置,采用數(shù)顯游標(biāo)能直觀讀出檢測數(shù)值。
⑵檢測精度高。本檢測儀可避免在使用游標(biāo)卡尺輕觸測量斷后伸長率時,導(dǎo)致金屬材料容易滾動失穩(wěn),從而拼接不嚴(yán)的情況發(fā)生。利用第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)使第一金屬材料與第二金屬材料的斷口端相互抵接,提高斷后伸長率的檢測精度。
⑶檢測效率高。本檢測儀通過設(shè)置激光裝置,利用激光裝置朝第一金屬材料以及第二金屬材料上的標(biāo)記點投射激光光束,以代替使用游標(biāo)卡尺輕觸,使金屬材料在測量時不會由于外部作用力滾動而使接口錯開,避免需要對金屬材料重新拼接,從而提高金屬材料斷后伸長率的檢測效率。
金屬材料斷后伸長率檢測儀是一款操作簡便、設(shè)計合理、符合實際使用的檢測儀器,利用第一固定機構(gòu)和第二固定機構(gòu)使第一金屬材料與第二金屬材料的斷口端相互抵接,利用激光裝置朝第一金屬材料以及第二金屬材料上的標(biāo)記點投射激光光束,以代替使用游標(biāo)卡尺輕觸,避免了金屬材料在測量時因外力而滾動失穩(wěn)的情況發(fā)生,解決了測量效率低,測量結(jié)果精度不高的技術(shù)問題。