今天,我和车队机械组的队友们,在千佛山校区力学实验室,完成了新赛季赛车悬架核心用材的抗拉强度验证实验。这是我们为今年中国大学生方程式汽车大赛备赛以来,最关键的一次材料性能实测,也是我第一次把课堂上学了两年的材料力学理论,完完整整落地到赛车研发的实处。
早上八点半,我们就带着提前制备好的DP460双相钢试样来到了实验室。早在一周前,我们就按照GB/T228.1标准完成了哑铃型试样的线切割加工。为了保证数据的严谨性,同批次我们制备了5组平行试样,每组都在标距段用冲眼做好标记,用游标卡尺在标距范围内的前、中、后三个位置,沿两两垂直的方向测量直径,取最小值计算横截面积,一遍遍核对数据,生怕一丝误差影响最终结果。对于方程式赛车而言,车架的强度直接关系到车手的安全,而轻量化又决定了赛车的动力表现,每一个精准的力学参数,都是我们设计的底气。
进入实验室后,我们先跟着指导老师重温了万能材料试验机的操作规程,完成了设备的开机校准和力值清零。之前在《材料力学实验》课上,我只是跟着指导书按部就班完成过低碳钢的拉伸实验,而这一次,试样是我们自己选型、自己加工的,数据是要直接用到赛车设计里的,手心难免有些冒汗。我们根据材料的预期抗拉强度选定合适的测力度盘,配置对应摆锤,在测试软件里输入试样原始尺寸,设置好位移控制的加载速率,一切准备就绪后,才小心翼翼地将试样装夹到上下夹具中,反复调整确保试样轴线与加载轴线完全重合,避免偏心加载带来实验误差。
按下启动键的那一刻,实验室里瞬间安静了下来。试验机匀速加载,电脑屏幕上实时绘制出应力-应变曲线,我们几个人围在屏幕前,眼睛紧紧盯着曲线变化,连呼吸都放轻了。先是线性上升的弹性阶段,曲线笔直如尺,完美契合课本里的胡克定律;很快进入屈服阶段,曲线出现明显的屈服平台,测力指针微微摆动,我们立刻记录下上、下屈服强度的数值;紧接着是强化阶段,载荷持续上升,试样变形愈发明显,直到达到峰值载荷——也就是我们最核心的抗拉强度数值;最后到了颈缩阶段,试样中间部位慢慢收窄变细,载荷开始下降,随着一声清脆的断裂声,试样被拉成两段,试验机自动停止加载。
第一次实验结束后,我们发现数据与材料手册参考值有轻微偏差,仔细排查后发现是夹具夹持力度不足,试样在加载过程中出现了轻微打滑。我们没有急着继续测试,而是停下来重新调整夹具的液压压力,反复核对试样装夹位置,甚至把断裂的试样精准拼接,观察断口形貌分析偏差原因。调整完毕后,我们重新完成了剩下4组试样的测试,每一组实验都严格遵循规范操作,从装夹、参数设置到加载、数据记录,每一步都慎之又慎。直到五组平行试样全部测试完成,数据离散度控制在标准允许范围内,我们悬着的心才终于放了下来。
收拾实验器材时,夕阳已经透过实验室的窗户照了进来,落在我们摊开的实验记录本上,上面写满了密密麻麻的测试数据。看着手里断裂的试样,再想起兴隆山校区教学群楼工作室里,我们一点点打磨的赛车三维模型,突然就懂了“学无止境,气有浩然”这八个字的重量。以前总觉得校训是刻在教学楼里的标语,现在才明白,它藏在我们为一组精准数据反复实验的坚持里,藏在我们从零到一打造一辆赛车的热爱里,藏在我们作为山大学子,把书本知识转化为工程实践的每一步里。
这次实验,我们不仅拿到了新赛季车架设计最核心的力学性能参数,更读懂了造车这件事中“失之毫厘,谬以千里”的道理。接下来的日子里,我们还要完成更多的材料测试和整车调试,我也会带着这份严谨和热爱,和浩然车队的队友们一起,在方程式赛道上,跑出属于山大人的速度与荣光。