ICS77.040.10 CCSH22 中华人民共和国国家标准 GB/T43354—2023 铜合金弹性带材平面弯曲 疲劳试验方法 Methodsforplanebendingfatigueofcopperalloyelasticstrip 2023-11-27发布 2024-06-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国有色金属工业协会提出。 本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。 本文件起草单位:西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司、中色(宁夏)东方集团有限公司、宁波兴 业盛泰集团有限公司、中铝洛阳铜加工有限公司、中铜华中铜业有限公司、清远楚江高精铜带有限公司、 铜陵有色金属集团股份有限公司金威铜业分公司。 本文件主要起草人:焦晓亮、李美岁、曹虎成、刘峰、马肖、王少军、王东新、韩俊钢、崔书辉、郑芸、 娄东阁、董振兴、方德祥、胡铜生、张新辉、赵晓巍、王鹏、张健康、许春伟、赵健、谢关福、王之平、易外庚。 ⅠGB/T43354—2023 铜合金弹性带材平面弯曲 疲劳试验方法 1 范围 本文件描述了铜合金弹性带材平面弯曲疲劳试验方法的方法原理、试验条件、试验机、试样、试验步 骤、结果表示、试验报告。 本文件适用于厚度为0.1mm~1.0mm的铜合金弹性带材在10℃~35℃下平面弯曲疲劳性能的 测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T16825.1 金属材料 静力单轴试验机的检验与校准 第1部分:拉力和(或)压力试验机 测力系统的检验与校准 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4 方法原理 将制备好的试样装于固定悬臂恒定挠度型疲劳试验机(以下简称“试验机”)上,并对其施加负荷,以 一定的频率反复弯曲,直至试样失效或至指定循环次数。原理示意见图1。 标引序号和符号说明: 1———紧固螺栓; 2———固定夹块; 3———加载装置; 4———试样; L———施力点到受力点的距离,单位为毫米(mm)。 图1 原理示意图 1GB/T43354—2023 5 试验条件 试验环境温度为10℃~35℃。 6 试验机 6.1 试验机应配有自动计数装置。 6.2 试验机加载系统应满足试验的要求,可对试样施加等应变载荷,载荷允许偏差为±1%。 6.3 试验机的工作频率应能满足弯曲疲劳试验要求。 6.4 试样固定装置应牢固可靠,以保证试验过程中试样不发生松动。夹持装置应保证试样的装夹是可 再现的。 6.5 试验机应有工作可靠的试样失效或指定循环数时的停机装置。 6.6 试验机的静载荷按GB/T16825.1进行定期校准,其系统误差不大于±1%,偏差不大于±1%。 6.7 关于力或位移控制的稳定性,相继两循环的重复性限应在所试范围的1%以内,或平均范围的 0.5%以内,整个试验过程应稳定在2%以内。 7 试样 7.1 试样尺寸 7.1.1 本方法选用悬臂试样,形状如图2所示。其试验部分可为变截面形[见图2a)]、等截面形[见 图2b)],厚度不小于0.4mm时优先选用变截面试样,试验部分横截面均为矩形;夹持端形状和尺寸可 根据试验时采用的试验机设计。可以根据具体情况,采用其他形状的试样进行试验,但应在试验报告中 说明。 单位为毫米 a) 变截面形试样(适用于厚度不小于0.4mm) 图2 试样形状 2GB/T43354—2023 标引符号说明: c———试样长度大于60mm; b———受力点试样的宽度(10±0.2)mm; h———受力点试样的厚度。 b) 等截面形试样(适用于厚度不小于0.1mm) 图2 试样形状(续) 7.1.2 同一批疲劳试验所使用的试样应具有相同的形状和尺寸。 7.1.3 试样的轴线与带材轧制方向同轴或对称。 7.1.4 试样横截面厚度的测量精确到0.001mm,宽度测量精确到0.01mm。 7.2 试样的制备 7.2.1 试样制备应使试样表面产生的残余应力和加工硬化减至最小;在加工过程中应防止过热或其他 因素的影响而改变材料的疲劳性能,试样表面质量应均匀一致。 7.2.2 试样精加工后,应仔细清洗、妥善保存,以防止试样变形、表面损伤和腐蚀。 7.2.3 变截面试样试验部分与圆弧过渡部分的连接应光滑,不应有凹陷。 7.2.4 试样表面应为接收状态的表面,边缘不应进行倒圆或磨光,但毛刺可以轻轻磨除。 7.2.5 试样加工不应改变试样原有状态。 8 试验步骤 8.1 弯曲应力计算 8.1.1 变截面形试样 变截面形试样的最大弯曲应力S按公式(1)计算: S=16.5P h2…………………………(1) 式中: P———施加的载荷,单位为牛顿(N); h———受力点试样的厚度,单位为毫米(mm)。 计算结果保留至小数点后两位。 8.1.2 等截面形试样 等截面试样的最大弯曲应力S按公式(2)计算: S=6PL bh2…………………………(2) 式中: P———施加的载荷,单位为牛顿(N); L———施力点到受力点的距离,单位为毫米(mm); b———受力点试样的宽度,单位为毫米(mm); 3GB/T43354—2023 h———受力点试样的厚度,单位为毫米(mm)。 计算结果保留至小数点后两位。 8.2 载荷的静态标定 试验机如具备载荷传感装置可直接记录载荷(P),无须静态标定,如无该装置,按以下步骤进行载 荷的静态标定:试样工作区中心位置轴线上粘贴应变片,逐级进行静态标定。标定方法如下:在试样工 作区粘贴一片应变片,与应变显示仪连接;把试样一端固定,然后在施力点垂直地逐步逐级加上砝码作 为载荷(P),数据稳定后记录应变显示仪所示的应变值,直至试样承受的应力等于或稍大于所要求的试 验应力。按照同一夹持位置把试样重新安装,测量2次~3次。 8.3 安装试样 安装试样时,首先应完成对中检查,夹具的中心线应与试验机的施力轴线重合,使试样与试验机上、 下夹具间保持同轴,保证力均匀地分布在试样的整个断面上,并尽量减少试样承受规定弯曲应力以外的 其他应力。试样的夹持力宜尽可能小,以降低试样于钳口内断裂的概率,采用可调式扭力扳手将试样固 定在夹具上(力矩推荐值为3N·m)。 8.4 试验频率 试验频率一般在5Hz~200Hz范围内,建议采用的试验频率为5Hz~100Hz,同一批试样的试验 应在相同频率下进行。应力循环频率不应引起试样过热或试验机共振。在高频率时,试样会产生较大 热量,从而影响疲劳寿命和疲劳强度的试验结果。如果试样发热,建议降低试验频率。如果试样温度超 过35℃,应在报告中注明。 8.5 施加载荷 8.5.1 施加载荷应平稳、准确,不应超载。 8.5.2 试验机如具备载荷传感装置,可通过控制系统把载荷调到要求值。若试验机不具备载荷传感装 置,可通过载荷调节装置调至所需载荷。 8.6 S-N曲线的测定 通常至少取5级应力水平。各级应力水平上试样的数量分配应随着应力水平的降低而逐渐增 加,用升降法求得的条件疲劳极限作为S-N曲线上最低应力水平点。每级应力水平上试样的数量不少 于3个,必要时由双方协商确定。以应力S为纵坐标,疲劳寿命N为横坐标,用最佳拟合法绘制S-N 曲线。 8.7 试验终止 试样失效或达到规定的循环周次时,终止试验。试验过程中如其他条件导致试验中断,需在试验报 告中注明中断时的循环次数和间歇时间。 9 结果表示 9.1 列表法 表中应包括试样标识、试验顺序、试验形状和尺寸、试验频率、试验应力、疲劳寿命或试验结束时的 循环次数、失效判据。 4GB/T43354—2023