金属拉伸试验标准对试验速度的.ppt
金属拉伸试验标准对试验速度的规定,目前，金属拉伸试验方法标准中对试验速率的要求，我国标准等效采用了国际标准的规定，欧共体标准EN10002-1制定过程中，标准起草小组研究了拉伸试验速度对几种金属材料屈服强度（ReH ReL Rp0.2）的影响，从而为标准的制定提供了技术依据，EN100021：2001对拉伸试验速率的规定与国际标ISO6892：1998相同,因此国际标准、欧洲标准和我国国家标准在对试验速度方面规定是一致的。,在拉伸试验中，试验速度是指试验过程的快慢.通常：1）电控试验机可用横梁移动速度作为试验速度；2）机械式试验机可用夹头移动速度作为试验速度；3）液压试验机可用活塞移动速度作为试验速度。4）移动速度是单位时间位移的变化：Vs/t（mm/s）,衡量拉伸试验速率的4种方式,1）空载横梁位移速率 试验机横梁在空载条件下单位时间的位移，用mm/min 表示。2）有载夹头分离速率 夹头单位时间分离距离，用mm/min表示。3）应力速率 单位时间试样的应力增量，用N/mm2s-1表示。4）应变速率 单位时间试样的增量，一般用mm/mms-1 表示。,应变速率与位移速率的关系,如果试验机有理想的刚性，对于给定的Lc，位移速度与应变速率的关系为：VLc 对于给定的Lc，位移速度与应力速率的关系为：VLc/E,拉力试验机的柔度,拉伸试验机种类繁多，但基本上都是由试验机框架、测力和机构夹持装置构成。这些部件在拉力下会产生弹性变形，其总和即为试验机的柔度KM，它表示为试验机的刚性的倒数CM。试验系统总刚度C：1/C1/CM 1/CPCM 试验装置的刚度，由试验机框架、力传感器、夹持装置类型等因素决定。CP 试样的刚度，由试验材料的弹性模量、原始横截面积、平行长度等因素决定。,a 夹具位移法,在弹性范围，由于试验机刚度不变，试样的变形特性与弹簧类似，因而可从力时间或应力时间曲线得到应力速率；从伸长时间曲线或应力时间曲线得到应变速率。对于前两种方法，在弹性范围，对于刚性差的试验系统，位移速率需要很大，约为刚性良好的试验机的10倍，从低刚性结构试验系统横梁位移时间和应变时间比较曲线可以看出，当试验中横梁位移速度为0.257mm/s,由于试验系统刚性差，在开始阶段,很大分量的位移消耗在试样链上，引伸计所反映的试样标距内的变形速度则很小，为0.0295mm/s。,但在塑性范围，应力应变直线性关系已不存在，试验塑性变形开始后，对于出现明显屈服的材料，试样急剧变形而试验力并不增加，试验系统的全部位移集中于试样上。因此，用横梁位移法控制拉伸速度时，作用到试样上的真正拉伸速度与试验机刚度密切相关。,b.力或应力的闭环控制,在弹性范围，获得一定应力速率的方法是在闭环控制下开动试验机。为此，控制系统要通过传感器测定实际力时间关系，根据偏离的程度调整位移速度，由于控制的是实际力，则不必考虑试验系统的刚性。但进入塑性范围，对于具有明显屈服现象的材料，当伸长突然增加时，应力急剧下降，原来的应力速率已经不起作用，当试验机加力系统力图通过增加位移速度补偿应力的下降时，达到最快的加力速度，这样就显示出不真实的应力应变曲线。此时应采用应变速率。,c.伸长或应变速率的闭环控制,应变速率的闭环控制 当使用引伸计测量变形时，可用引伸计感受的伸长作为控制信号，对于连续的应力应变曲线，可在闭环条件下进行控制，从而得到要求的应变速率。试样开始产生塑性变形而导致力和相应应力下降，使试验系统上的变形很小，使得试样上的应变速率增加，反馈的变形信号又使试验机位移速度下降。从而避免了试验速率的非惯性。,3.标准对拉伸速率的规定 1)测定抗拉强度的拉伸速率 2)测定屈服强度的拉伸速率 3)测定规定强度的拉伸速率 4）测定伸 长 率的拉伸速率,1)测定抗拉强度时的拉伸速率,如仅测定抗拉强度，在弹性范围和塑性范围的应变速率不应超过0.008/s，即夹头分离速率0.48LC/min。在弹性范围内，可用下式将应变速率转变为应力速率：当换算成力增加速率时：2 是力增加速率，单位为N/s。,2)测定屈服强度的试验速率,a)测定ReH的试验速率在拉伸试验中，试样达到上屈服点前要经过弹性变形、滞弹性变形和屈服前微塑性变形，然后达到上屈服点。标准中对弹性范围和达到上屈服强度的试验速率规定为：夹头分离速度应尽可能保持恒定并在如下规定的应力速率范围内：材料弹性模量 应力速率（N/mm2 s-1）E/（N/mm2）最 小 最 大 150000 2 20 150000 6 60,应力速率的特点是：弹性范围能与应变速率对应，但进入塑性范围后无法准确计算。较适用于液压试验机。瞬时应力速率可通过应力时间曲线测定：,对于不具有控制加力速率的液压试验机，通过调节油门位置可在弹性范围控制应力速率：例如，对于直径10mm 的圆形截面钢材试样，从力表盘上在t2t1=10s读出的力增加了F2F1=24KN,计算的应力增加速率约为30N/mm2 S-1。,对于位移控制的试验机，可用下式将应力速率转换成位移速率：例如，弹性模量E=200000N/mm2的钢试样平行长度LC60mm，与应力速率30N/mm2 s-1对应的位移速率为：1/200000603060=0.54mm/min,b）测定下屈服强度ReL的试验速率,由于屈服开始后，试样变形突然加快，应力不增加，反而下降，因此测量下屈服时规定应变速率是合理的。如仅测定下屈服强度，屈服期间的应变速率范围在0.000250.0025/s之间。如不能调节这一应变速率，屈服开始前应调节至标准表4规定的应力速率范围，实践表明，标准规定的应力速率上限不会使应变速率超过0.0025/s。,3）测定规定强度时的拉伸速率,规定强度是指：Rp、Rt、Rr弹性范围内，与测定ReH的应力速率相同。进入塑性范围后，应变速率不超过0.0025/s，或者调节至上述应力速率。,4）测定伸长率的试验速率,测定屈服点延伸率Ae：同测定ReL 测定最大力总伸长率Agt：同测定Rm 测定最大力非比例伸长率Ag：同测定Rm 测定断裂总伸长率At：同测定Rm 测定断后伸长率A：同测定Rm,
