[发明专利]一种铍青铜片簧常温及高温应力松弛的测试设备及其测试方法

说明书

技术领域

本发明属于铍青铜片簧常温及高温应力松弛测试技术领域，具体涉及一种铍青铜片簧常温及高温应力松弛的测试设备及其测量方法。

背景技术

铍青铜具有优良的机械性能、耐磨耐疲劳性能、较高的强度和硬度、优良的导电性、耐蚀性、低温无磁性、冲击不起火花性以及优良的工艺性能。在国防、航空和仪器、仪表工业中应用广泛。铍青铜的质量是它的弹性极限和松弛稳定性决定。应力松弛是指温度一定时，恒应变条件下工作的弹性材料，应力随时间逐渐下降的现象，即弹力随时间逐渐降低的现象。它极大地影响弹性元件的精度、可靠性和寿命。应力松弛不仅存在于高温高压下工作的弹性元件，而且也存在于室温下长期工作的零件中。材料抵抗应力松弛的能力是高温下评定其稳定性的一项重要力学指标，称为松弛稳定性。

目前评定铍青铜应力松弛性能的试验方法主要有环状试样法和悬臂梁式弯曲应力松弛，虽然环状试样法简单经济，试验效率高，但由于它不能直接反映出试验材料的应力松弛特性，并且试样难以加工，该方法存在一定的局限性。目前通用的悬臂梁式弯曲应力松弛是采用螺栓加载测量方法，如图1所示，试样通过固定块固定在基座上，试样所受力通过挠度螺杆实现。该方法自动化程度较低，误差相对较大，而且不能实现带温测量，由于装置本身的局限性，需要通过其他固定装置将其固定。很大程度上增大了劳动量，增加了装置的复杂性和不稳定性。

发明内容

本发明为了解决现有技术中铍青铜片状弹簧常温和高温应力松弛测试存在试样难以加工，不能直接反映出试验材料的应力松弛特性的问题，以及目前测试方法存在的自动化程度较低，测量误差较大，而且不能实现带温测量等问题，提供一种铍青铜片簧常温及高温应力松弛的测试设备及其测量方法。

一种铍青铜片簧常温及高温应力松弛的测试设备，包括：底座、限制器、上板、压力传感器、压头和侧板。上板平置于底座的正上方，底座与上板的中心位置垂直对应，上板的中心位置开有中心通孔，在中心通孔左右对称的位置开有左通孔和右通孔，底座上垂直对应上板上左通孔和右通孔的位置开有左沉孔和右沉孔。在底座的左沉孔和上板左通孔之间安装有左限制器，在底座的右沉孔和上板的右通孔之间安装有右限制器。左、右限制器的两端带外螺纹，限制器上端分别通过螺栓固定在上板左通孔或右通孔上，下端分别固定在底座的左沉孔或右沉孔中。压力传感器和压头位于底座和上板之间；压力传感器通过传感器引线与数据显示仪表连接，压力传感器的上端固定在上板的中心通孔上，下端固定有压头。压头与待测铍青铜片簧接触。侧板固定在底座的前侧，侧板的下侧面的中心和底座的下侧面的中心位于同一水平线上；侧板的上侧的中心开有沉孔，用于固定待测片状弹簧开孔的一端。所述的待测铍青铜片簧为等应力试样，一端开有孔。

一种铍青铜片簧常温及高温应力松弛的测试方法，通过如下步骤实现：

步骤1，制备待测铍青铜片簧试样，包括如下步骤：

步骤1.1：下料，应力松弛试验材料为铍青铜。

步骤1.2：将材料经线切割成等应力试样；所述的等应力试样具有开孔的矩形端、受力的水平段，以及连接矩形端和水平段的梯形段。

步骤1.3：将待测铍青铜片簧试样进行规定的时效处理，达到规定的力学状态。

步骤2，测试设备的安装及试验准备；

步骤2.1：将设定簧片弯曲初始应力带入初始挠度计算公式，确定限制器和侧板的垂直高度差。

步骤2.2：安装测试设备；所述的测试设备包括：底座、限制器、上板、压力传感器、压头和侧板；在装配时，首先，将侧板固定在底座的前侧，所述侧板以及底座，二者的下侧面的中心位于同一竖直水平线上；其次，将待测铍青铜片簧试样开孔的一端通过螺栓固定在侧板上侧的中心沉孔中；然后，将压头固定在压力传感器的下端，将压力传感器的上端固定在上板的中心通孔上，压力传感器位于上板的下侧面；最后，装配限制器，底座开有的左沉孔和右沉孔，分别垂直对应上板的左通孔和右通孔，所述的上板的左通孔和右通孔相对于上板的中心通孔左右对称，且底座与上板的中心位置垂直对应，在底座的左沉孔和上板左通孔之间装配左限制器，在底座的右沉孔和上板的右通孔之间装配右限制器，所述限制器的两端带外螺纹，下端固定在底座的左沉孔或右沉孔中，上端通过螺栓固定在上板左通孔或右通孔上。

步骤2.3：将连接压力传感器的传感器引线和外置的数据显示仪表相连，并将数据显示仪表的电源线和电源相接，在所述的测量设备处于零测试状态下对数据显示仪表进行调零和量程校准。