金屬絲直徑對機械性能的影響研究

山西中北大學機械與動力工程學院 賀未明 鹿雪龍

1 引言

金屬絲網減振器因為有承載能力強、阻尼特性大、抗沖擊性能好、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕等良好性能，已經被廣泛應用于在惡劣工作環境下的軍用民用減振[1]。金屬絲網塊是其核心部件，金屬絲網塊的合格率直接影響減振器的合格率。其中，金屬絲的生產加工已經有了很成熟的技術[2]。金屬絲網塊的性能影響因素主要包括以下幾個方面：金屬絲直徑、金屬絲編織工藝、金屬絲網塊的制作工藝等[3]。本文通過實驗比較不同直徑的金屬絲的機械性能，以便選擇合適的金屬絲進行金屬絲網塊的加工生產。

2 實驗

實驗設備為材料拉伸試驗機、SUNS、天水機械廠以及實驗機控制用微機一臺。由于金屬絲較細且易斷，裝夾力小容易打滑，影響試驗正常進行；裝夾力大又容易在裝夾點應力集中，實驗過程中容易在裝夾點斷裂，所以設計了專用夾具。夾具主要通過一個較大直徑的滑輪過渡，金屬絲則通過滑輪在另一端固定[4]，有效減小了拉伸段的應力集中。夾具及實驗設備如圖1所示。

圖1 夾具及實驗設備

金屬絲拉伸試驗中，載荷和運行速度分別設為5kN、5mm/s和 5kN、50mm/s。原因是：（1）金屬絲最細的有0.265-0.3mm，為能得到較為正確的運行軌跡，所以選擇最小的載荷，以免剛一加載力，金屬絲就斷裂。（2）取不同速度：5mm/s和50mm/s，是為了最終實驗結果的比較。

使用拉伸試驗機得到圖2位移—時間曲線與數據，然后通過Origin軟件對實驗結果進行數據處理，數據處理的應力—應變曲線如圖3所示。

圖2 位移—時間曲線與數據

圖3 金屬絲應力應變曲線

根據以下公式及利用軟件Origin數據處理得到表1。

其中，F是載荷，A0是原始截面積，ΔL是變形量，L0是標準長度。

表1 實驗處理的數據

3 結論

（1）奧氏體不銹鋼絲在直徑為0.3mm的抗拉強度和屈服強度較好。

（2）奧氏體不銹鋼絲在直徑為0.3mm的伸長率較差。

（3）因為金屬絲網塊的機械性能是其合格與否的決定性因素，所以金屬絲網選擇0.3mm的不銹鋼絲進行生產。

[1]薛春霞,樊文欣.金屬橡膠隔振系統的研究進展[J].航空動力學報,2003,24(3)：192-195.

[2]吳文晨.不銹鋼微絲及篩網的生產與發展[M].金屬制品，2001,27（4）：17-20.

[3]程志軍,樊文欣.金屬橡膠減震元件的性能研究[J].機械研究與應用,2006,19(6):36-37.

[4]李冬偉,白鴻柏,楊建春.金屬橡膠彈性元件實驗建模研究[J].兵器材料科學與工程,2005,28（3）：7-10.