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国家标准计划《金属材料 薄板及薄带 室温剪切试验方法》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC4(全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会

主要起草单位 广西柳州市产品质量安全检验所等

目录

基础信息

计划号
20210759-T-605
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2021-04-30
申报日期
2019-01-02
公示开始日期
2019-10-17
公示截止日期
2019-10-31
标准类别
方法
国际标准分类号
77.040.10
77 冶金
77.040 金属材料试验
77.040.10 金属材料机械试验
归口单位
全国钢标准化技术委员会
执行单位
全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分会
主管部门
中国钢铁工业协会

起草单位

目的意义

该标准符合《质检总局 国家标准委 工业和信息化部关于印发《装备制造业标准化和质量提升规划》的通知》政策。

该政策中第三条款:实施工业基础标准化和质量提升工程明确提到:以破解装备制造业发展瓶颈和加强薄弱环节为突破口,开展关键基础零部件(元器件)核心共性技术标准研究,配套解决基础材料、基础工艺标准短板。

加强工业基础标准研究和试验验证。

该标准正是一个工业基础标准。

金属薄板及薄带的抗剪强度是金属材料固有属性,是一个基础性物理性能指标,和抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、冲击吸收能量等物理性能一样重要,广泛应用于汽车工业、军工、机械设计等各个领域,但一直没有对应的试验方法国家标准来检测。

目前已有GB/T6400-2007《金属材料 线材和铆钉剪切试验方法》和GB/T13683-92《销 剪切试验方法》这两个都是圆柱体剪切试验方法。

与我们这个板材试验方法不一样。

汽车工业已经是我国仅次于房地产的基础性、支柱产业,2016年我国汽车产销突破2800万辆,2018年预计可以突破3000万。

汽车工业共有四大工艺,分别为冲压、涂装、焊接和总装。

第一大工艺就是冲压工艺,冲压工艺的冲孔、落料就需要用到剪切计算。

然而我国在剪切力方面还没有一个准确测定剪切力国家标准来指导生产实践。

起草剪切力国家标准刻不容缓。

在冲压拉伸工艺中,很多复杂大型件模具设计制造前都要进行仿真分析,因为价值高以确保局部部位不至于失效。

我们知道金属材料拉深过程中,应力元六个面有三对正应力和三对剪应力,即使设定条件分析出来后,不知道该材料确定的抗剪强度也不能判断其结果,可见抗剪强度在实际被广泛应用。

在机械设计中,其复杂性越来越高,很多机构在空间受到多种力同时作用,往往拉力和剪切力共同作用,也有压力和剪切力共同作用,多其结构分析往往就需要用到具体材料的抗剪强度。

但很多资料给出是一个很大的范围,对设计造成阻碍。

二十多年前,我国汽车工业还很弱小,那时我们设计模具、编制工艺时,在设备选型就有一个麻烦事,由于没能准确测定具体材料的抗剪强度,所以不能准确计算出具体的剪切力,我们只能根据资料书给定材料的抗剪强度计算剪切力,然而这个抗剪强度又是一各很大的范围。

根据抗剪强度最大值来计算出来的剪切力再乘以一个安全系数。

这实际造成一个大马拉小车局面。

因为谁也不敢冒险由于压力不够导致设备损坏。

那样的损失是巨大的。

这一切不仅仅是在国内汽车行业方面应用,事实上,剪切力在家电行业、农用机械、集装箱、家具行业铁柜、家庭门锁等很多行业都要用到冲压工艺,都要用到剪切力。

只有准确测量其抗剪强度,才能准确计算出剪切力,对合理工艺编制和选择设备,对生产现场布置,新建厂房具有指导作用。

大大节省能耗,对节能减排具有重要意义。

金属薄板及薄带的抗剪强度是金属材料金属板材基础性物理性能指标,和抗拉强度同等重要,如果没有抗拉强度检测方法,实际工作也会一样,用一个估计的足够强度的零件来实现,汽车产业已经是我国基础性支柱产业。

抗剪强度也正是我国基础工业——钢铁的基础技术指标,是其固有属性。

该标准草案起草过程中充分考虑过影响剪切力各个因素,比喻:摩擦力,试验剪切速度等,并在试验程序都有具体条款加以限制,使其重复性和再现性良好。

目前国家已经有GB/T6400-2007《线材 剪切试验方法》,测试出棒材的抗剪强度; 还有GB/T13683-1992《销 剪切试验方法》,测试出销轴的抗剪切力大小,这两个国标都是对棒材剪切力的试验方法,但就是没有金属薄板及薄带剪切试验方法国家标准。

国际上有ISO8749-1986标准,也是棒材剪切力标准。

目前还没有发现国际上有金属薄板及薄带剪切试验方法国际标准。

希望本标准批准发布后将进一步制定成国际标准。

范围和主要技术内容

本标准规定了金属板材剪切实验原理、定义、符号和说明、取样要求、试样、试验设备、试验程序、试验结果处理和实验报告。 本标准适用于室温(10℃~40℃)环境条件下对0.5m~6mm厚度金属板材冲压剪切力和抗剪强度测定。剪切试验。 该方法按纯剪切力状态下(即:凸、凹模具使被剪切材料产生裂纹完全重合)产生的剪切力来制定条款和设计测量用模具。该状态下测定的剪切最小,平稳,变化很小。 充分考虑到检测用到的拉(压)力机与生产上用到的冲压设备的不同,在测量用模具结构上消除了摩擦力等其他力对剪切的影响,是结果准确、可靠。 充分考虑到了实验过程中对剪切力影响的因素,比喻:横梁移动速度,取样部位、温度等。在制定标准条款加以限制,是结果准确可靠。 本标准可以通过缩小检测模具间隙,使剪切力的不确定度控制在合理范围内,因为测量用模具不同生产用模具,测量模具使用次数少,不存在磨损寿命问题,生产用模具需要更多间隙范围来保证磨损寿命达到成本更低。