基于弹簧试验机的拉伸测试方法及装置、电子设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及弹簧测试技术领域，揭露了一种基于弹簧试验机的拉伸测试方法及装置，包括：将以指定冷却温度值的待测试弹簧传入至弹簧试验机的拉伸区，在所述拉伸区内对待测试弹簧以指定应变速率拉伸变形至指定的真应变值，构建所述拉伸区的拉伸温度的流变应力标准等式，求解所述流变应力标准等式的偏微分，得到变形激活能与指定应变速率的关系式，构建拉伸温度下的补偿因子关系式，联立所述补偿因子关系式与所述指定应变速率的关系式，求解得到所述待测试弹簧的流变应力，拟合所述流变应力得到所述待测试弹簧的拉伸测试曲线。本发明专利技术可解决未考虑拉伸温度对流变应力的影响，从而导致流变应力计算误差较大的问题。应力计算误差较大的问题。应力计算误差较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于弹簧试验机的拉伸测试方法及装置、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及弹簧测试
，尤其涉及一种基于弹簧试验机的拉伸测试方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]工业生产中对弹簧的使用不可避免，特别是床垫、电动车、机动车、高温数控车床等领域的使用频率极其高。部分领域只需要在普通的工作温度即可实施对弹簧的拉伸测试，如床垫所使用的弹簧，只需要多次的在
‑
10
°
至50
°
的环境下测试弹簧的拉伸是否合格即可。
[0003]但对于电动车、机动车、高温数控车床等领域，由于对于弹簧的使用环境更加恶劣，弹簧所处于的工作环境有时多达一百多度，因此普通的拉伸测试已经明显无法满足要求，因此基于这类领域的弹簧测试主要先将弹簧升高至500
°
以上并降低至指定温度后实施拉伸测试。这种方法是具有实际使用意义的，但由于拉伸测试中并没考虑温度对弹簧拉伸的影响，因此计算出的与弹簧对应的流变应力具有误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于弹簧试验机的拉伸测试方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于解决未考虑待测试弹簧的拉伸温度对流变应力的影响，从而导致计算出的流变应力误差较大的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的一种基于弹簧试验机的拉伸测试方法，包括：
[0006]接收拉伸测试指令，根据所述拉伸测试指令启动弹簧试验机，其中所述弹簧试验机包括热模拟区及拉伸区，在所述热模拟区内已预先放置待测试弹簧；
[0007]利用所述热模拟区将所述待测试弹簧以指定加热速率加热至指定加热温度值，并维持所述指定加热温度值持续指定时间段后，将所述待测试弹簧以指定冷却速率冷却至指定冷却温度值，其中所述指定加热速率为8.5℃/s，所述指定加热温度值为650℃，所述指定时间段为20s，所述指定冷却速率为6.5℃/s，所述指定冷却温度值为420℃；
[0008]将以所述指定冷却温度值的待测试弹簧传入至所述拉伸区，在所述拉伸区内对待测试弹簧以指定应变速率拉伸变形至指定的真应变值；
[0009]构建所述待测试弹簧在指定应变速率下的流变应力原始等式，获取所述拉伸区的拉伸温度，并基于所述拉伸温度优化所述流变应力原始等式，得到流变应力标准等式；
[0010]求解所述流变应力标准等式的偏微分，得到所述待测试弹簧的变形激活能与所述指定应变速率的关系式；
[0011]构建所述拉伸温度下的补偿因子关系式，联立所述补偿因子关系式与所述指定应变速率的关系式，求解得到所述待测试弹簧的流变应力；
[0012]拟合所述流变应力随时间变化所得到拟合应力集，将所述拟合应力集执行可视化操作得到所述待测试弹簧的拉伸测试曲线。
[0013]可选地，所述流变应力原始等式为：
[0014]ε＝Aexp(βσ),ασ>1.2
[0015]所述流变应力标准等式为：
[0016]ε＝A[sinh(ασ)]n
exp(
‑
Q/RT)
[0017]其中，ε为所述指定应变速率，σ为所述流变应力，A,α,β及n均为与所述待测试弹簧所使用材料相关的材料常数，且满足α＝β/n的关系，sinh为双曲正弦函数，R为所述拉伸区的气体常数，T为所述拉伸区的拉伸温度，Q为变形激活能。
[0018]可选地，所述求解所述流变应力标准等式的偏微分，得到所述待测试弹簧的变形激活能与所述指定应变速率的关系式，包括：
[0019]对所述流变应力标准等式执行对数转化，得到流变应力对数等式；
[0020]求解所述流变应力对数等式的偏微分，得到所述待测试弹簧的变形激活能与指定应变速率的关系式。
[0021]可选地，所述流变应力对数等式为：
[0022]lnε＝lnA
‑
Q/RT+n[ln sinh(ασ)][0023]所述待测试弹簧的变形激活能与指定应变速率的关系式为：
[0024]Q＝R[(lnε)/(lnsinh(ασ)]T
[lnsinh(ασ)/(1/T)]ε
[0025]其中，ln表示自然对数。
[0026]可选地，所述拉伸温度下的补偿因子关系式为：
[0027]Z＝εexp(Q/RT)＝A[sinh(ασ)]n
[0028]其中，Z为所述拉伸温度下的补偿因子。
[0029]可选地，所述联立所述补偿因子关系式与所述指定应变速率的关系式，求解得到所述待测试弹簧的流变应力，包括：
[0030]将所述变形激活能作为两组关系式的公共变量执行替换，得到不包括变形激活能、仅包括补偿因子及流变应力的关系式；
[0031]根据所述拉伸温度确定所述补偿因子的实际值；
[0032]将所述补偿因子的实际值代入至仅包括补偿因子及流变应力的所述关系式中计算得到流变应力的实际值。
[0033]可选地，所述不包括变形激活能、仅包括补偿因子及流变应力的关系式为：
[0034][0035]其中，α的取值区间为[0.01,0.1]，A值取值区间为[10
12
,10
13
]，n的取值区间为[3,5]。
[0036]可选地，所述在所述拉伸区内对待测试弹簧以指定应变速率拉伸变形至指定的真应变值，包括：
[0037]接收用户设定的拉伸长度和拉伸时间；
[0038]根据所述拉伸长度和拉伸时间计算得到指定应变速率；
[0039]将所述拉伸时间及所述指定应变速率作为参数传入至所述拉伸区的拉伸控制仪器中，并启动所述拉伸控制仪器执行对待测试弹簧的拉伸变形操作，直至所述待测试弹簧
的拉伸变形至指定的真应变值。
[0040]可选地，所述根据所述拉伸长度和拉伸时间计算得到指定应变速率，包括：
[0041]计算所述拉伸长度和待测试弹簧原长度的差值，得到拉伸差值；
[0042]基于如下公式计算得到所述指定应变速率：
[0043][0044]其中，ε为所述指定应变速率，dl为所述拉伸差值，dt为所述拉伸时间。
[0045]为了解决上述问题，本专利技术还提供一种基于弹簧试验机的拉伸测试装置，所述装置包括：
[0046]加热模块，用于接收拉伸测试指令，根据所述拉伸测试指令启动弹簧试验机，其中所述弹簧试验机包括热模拟区及拉伸区，在所述热模拟区内已预先放置待测试弹簧，利用所述热模拟区将所述待测试弹簧以指定加热速率加热至指定加热温度值，并维持所述指定加热温度值持续指定时间段后，将所述待测试弹簧以指定冷却速率冷却至指定冷却温度值，其中所述指定加热速率为8.5℃/s，所述指定加热温度值为650℃，所述指定时间段为20s，所述指定冷却速率为6.5℃/s，所述指定冷却温度值为420℃；
[0047]拉伸模块，用于将以所述指定冷却温度值的待测试弹簧传入至所述拉伸区，在所述拉伸区内对待测试弹簧以指定应变速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弹簧试验机的拉伸测试方法，其特征在于，所述方法包括：接收拉伸测试指令，根据所述拉伸测试指令启动弹簧试验机，其中所述弹簧试验机包括热模拟区及拉伸区，在所述热模拟区内已预先放置待测试弹簧；利用所述热模拟区将所述待测试弹簧以指定加热速率加热至指定加热温度值，并维持所述指定加热温度值持续指定时间段后，将所述待测试弹簧以指定冷却速率冷却至指定冷却温度值，其中所述指定加热速率为8.5℃/s，所述指定加热温度值为650℃，所述指定时间段为20s，所述指定冷却速率为6.5℃/s，所述指定冷却温度值为420℃；将以所述指定冷却温度值的待测试弹簧传入至所述拉伸区，在所述拉伸区内对待测试弹簧以指定应变速率拉伸变形至指定的真应变值；构建所述待测试弹簧在指定应变速率下的流变应力原始等式，获取所述拉伸区的拉伸温度，并基于所述拉伸温度优化所述流变应力原始等式，得到流变应力标准等式；求解所述流变应力标准等式的偏微分，得到所述待测试弹簧的变形激活能与所述指定应变速率的关系式；构建所述拉伸温度下的补偿因子关系式，联立所述补偿因子关系式与所述指定应变速率的关系式，求解得到所述待测试弹簧的流变应力；拟合所述流变应力随时间变化所得到拟合应力集，将所述拟合应力集执行可视化操作得到所述待测试弹簧的拉伸测试曲线。2.如权利要求1所述的基于弹簧试验机的拉伸测试方法，其特征在于，所述流变应力原始等式为：ε＝Aexp(βσ)，ασ＞1.2所述流变应力标准等式为：ε＝A[sinh(ασ)]
n
exp(
‑
Q/RT)其中，ε为所述指定应变速率，σ为所述流变应力，A，α，β及n均为与所述待测试弹簧所使用材料相关的材料常数，且满足α＝β/n的关系，sinh为双曲正弦函数，R为所述拉伸区的气体常数，T为所述拉伸区的拉伸温度，Q为变形激活能。3.如权利要求2所述的基于弹簧试验机的拉伸测试方法，其特征在于，所述求解所述流变应力标准等式的偏微分，得到所述待测试弹簧的变形激活能与所述指定应变速率的关系式，包括：对所述流变应力标准等式执行对数转化，得到流变应力对数等式；求解所述流变应力对数等式的偏微分，得到所述待测试弹簧的变形激活能与指定应变速率的关系式。4.如权利要求3所述的基于弹簧试验机的拉伸测试方法，其特征在于，所述流变应力对数等式为：lnε＝lnA
‑
Q/RT+n[ln sinh(ασ)]所述待测试弹簧的变形激活能与指定应变速率的关系式为：Q＝R[(lnε)/(lnsinh(ασ)]
T
[lnsinh(ασ)/(1/T)]ε其中，ln表示自然对数。5.如权利要求4所述的基于弹簧试验机的拉伸测试方法，其特征在于，所述拉伸温度下的补偿因子关系式为：
Z＝εexp(Q/RT)＝A[sinh(ασ)]
n
其中，Z为所述拉伸温度下的补偿因子。6.如权利要求5所述的基于弹簧试验机的拉伸测试方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄初期，邓维，
申请(专利权)人：东莞市赛测试验设备有限公司，
类型：发明
国别省市：