金属拉伸试验标准对试验速度的

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于测定各项拉伸性能时的试验速率均提出明确要求，对于拉伸试验中试验速率的规定，我国标准将等效采用ISO6892-1:2009的规定。关于金属的拉伸试验速率1试验速率的本质552试验速率对性能的影响593控制试验速率的方式及分析4拉伸速率的规定5应力速率与应变速率的转换6采用试验速率的表示在拉伸试验中，试验速度是指试验过程的快慢,即试样标距内单位时间伸长快慢。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：V＝Δs/Δt（mm/s）控制拉伸试验速率的两种方式方式A控制应变速率1）控制试样标距内的应变速率，通过引伸计信号反馈，控制夹具位移速度。2）控制试样平行长度内的应变速率，通过位移计控制试验机横梁位移速度达到。3）两种方法的特点及应用引伸计法控制应变速率•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。横梁控制应变速率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，位移速度与试样标距内应变速率基本相同，其关系为：•V＝Lce当需考虑试验机刚性时：σ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/C＝1/CM＋1/CP•CM－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。横梁位移法特点弹性变形范围：考虑到试验系统的柔度，在弹性范围试验机横梁位移速度与试样伸长速度是不一致的，位移速率需要很大，从低刚性结构试验系统横梁位移－时间和试样实际变形－时间比较曲线可以看出，当试验中横梁位移速度为0.257mm/s,对于刚性差的试验系统，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很小，为0.0295mm/s。相差约10倍，此差异随试样拉紧而减小。ISO6892在附录A提出了：考虑试验机柔度时估测的横梁位移速率MCms0MCms0塑性变形范围：进到塑性变形范围，应力－应变直线性关系已不存在了，试验系统的全部位移则集中于试样上。对于变形均匀的材料引伸计法与横梁位移法基本相同，但对于少数屈服后变形不均匀材料，则有差异。用引伸计控制应变速率反映不出标距外的变形特性。此时横梁位移法则更客观。方式B控制应力增加速率•自动控制方式：通过试样链上力传感器信号反馈于加力机构。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或相应于应变速率的试验速度。3.标准对拉伸速率的规定1)测定ReHRp及Rt时的拉伸速率2)测定ReL及Ae时的拉伸速率3)测定RmAAgtAg及Z的拉伸速率1)测定ReHRp及Rt时的拉伸速率•应变速率•范围1：相对误差：±20％•范围2：相对误差：±20％•如不能直接控制应变速率，可控制横梁位移速度。sLee/00007.0sLee/00025.0eLLccc应力速率在拉伸试验中，试样达到上屈服点前要经过弹性变形、滞弹性变形阶段以及屈服前的微塑性变形，然后达到上屈服点。（见拉伸特性曲线）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恒定并在如下规定应力速率范围：材料弹性模量应力速率（MPas-1）E/（MPa）最小最大150000220≥150000660应力速率的特点弹性范围能与应变速率对应，但进入塑性范围产生屈服后则无法准确地计算。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：))(1(dtdFSdtd•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t2－t1=10s读出的力增加了F2－F1=24KN,计算的应力增加速率约为30N/mm2·S-1。))(1())(1(12120ttFFsStF•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LC＝60mm，与应力速率30N/mm2·s-1对应的位移速率为：＝1/200000×60×30×60=0.54mm/minLLCcEL1L2）测定下屈服强度ReL及Ae的试验速率•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。•测定下屈服强度，屈服期间的应变速率控制范围如下：•范围1•范围2相对误差均为±20%•在0.00025～0.0025/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。sLce/00025.0sLec/002.03)测定RmAAgtAg及Z的拉伸速率•在如下范围控制：•范围20.00025/s•范围30.002/s•范围40.0067/s相对误差均为±20％。如仅测Rm，用范围3或4，优先用范围4。eLc测定拉伸各种性能的试验速率•见ISO6892图9。•ISO6892A224:应变速率控制范围2、2、4。•ISO689B30:应力速率控制30MPa/s