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偏心拉伸试件与金属磁记忆试验研究 任静 侯倩文 北京工业大学 建工学院 000411 班 指导教师：秦飞 摘要 本试验主要研究偏心拉伸试件受载时的应力分布。首先采用电测法，利用应变片测量试 件应变值，计算应力。由于电测法的贴片位置有局限性，因此选择 ANSYS 有限元分析软件进行 数值模拟作为第二种方法来计算整个试件的应力分布。最后，采用比较先进的金属磁记忆法对 试件的应力集中情况进行检测。 关键词：偏心拉伸试件；电测法；ANSYS 数值模拟；金属磁记忆 一、 引言 在实际工程生产中，许多意外事故都是由零件损坏引起的。而零件损坏的原因大都是应 力集中。这是由于在应力集中区，腐蚀缺陷、疲劳裂纹等缺陷最易发生；同时，这些缺陷的 出现更加剧了局部应力集中程度，最终导致零件破坏。因此研究零件内部的应力分布变化就 显得十分重要。本试验就选用了在工程中较为常见的偏心拉伸试件进行应力分布电测实验和 应力集中区域金属磁记忆检测研究。 二、 电测法测试件应力分布 2.1 试件贴片加载方案及桥路图 为测试缺口处应力分布，在缺口处贴五个应变片，如图 1 所示。采用半桥测量（图 2）。 图 1 试件贴片图 图 2 电测法桥路图 2.2 理论值的计算 缺口处，试件截面为矩形，尺寸为 b=5mm，h=21mm。载荷偏心距 e=4.5mm。弹性模量 E=210GPa。偏心拉伸时，是拉伸变形和弯曲变形的叠加，试件中应力同样由两部分组成，可 对他们分别计算。计算结果：σ拉伸=P/(b*h)=1000/（21*5)=9.52Mpa。不同位置的弯曲应力 1 列于表 1。试件中总应力列于表 2。 表 1 弯曲应力理论值 贴片位置 σ（MPa） με 对应贴片号 缺口侧(拉伸边)y=10.5mm 12.24 58.31 4 距离中线 y=5.5mm 5.84 27.77 2 距离中线 y=0mm 0 0 1 距离中线 y=-5.5mm -5.84 -27.77 3 压缩边 y=-10.5mm -12.24 -58.31 5 表 2 偏心拉伸应力理论值 贴片位置 σ（MPa） με 对应贴片号 缺口侧(拉伸边)y=10.5mm 21.79 103.66 4 距离中线 y=5.5mm 15.35 73.12