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     ISO 6892-1：2019(E) Uniaxial Testing Technical Committee. Metallic Materials—Tensile Testing—Part 1：Method of Test at Room Temperature規(guī)定的方法A2，是橫梁位移速率控制，試樣的實(shí)際應(yīng)變速率處于一種開(kāi)環(huán)控制狀態(tài)，并不是像方法A1那樣的閉環(huán)控制狀態(tài)。試樣的應(yīng)變速率受到系統(tǒng)的柔度變形影響，其變形越大，受影響也越大，這是方法A2的主要缺點(diǎn)。此外，按照方法A2，橫梁位移速率一旦給定，在整個(gè)試驗(yàn)中是定數(shù)。因此，在拉伸試驗(yàn)的初始階段，橫梁位移的相當(dāng)部分被用于消除試樣鏈系統(tǒng)各連接件之間的間隙，造成整個(gè)試驗(yàn)總時(shí)間大大增加、試驗(yàn)效率低的缺點(diǎn)。方法A2也有其優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)方法A1而言，方法A2的試驗(yàn)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，所以試驗(yàn)室一般都樂(lè)于使用方法A2進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。

      能否找到一種改良的方法改善前述的缺點(diǎn)和在一定條件下使用？來(lái)自鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司的高怡斐、王春華和梁新幫三位研究人員將探討這個(gè)問(wèn)題解決的可能性。

      對(duì)金屬材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其實(shí)是試樣在拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)中被拉伸的試驗(yàn)。所謂拉伸系統(tǒng)是指能夠沿試樣縱軸對(duì)試樣鏈?zhǔn)┘永炝Φ南到y(tǒng)，試樣鏈由試驗(yàn)機(jī)夾頭、試樣、拉桿、力傳感器等串聯(lián)組成，試樣僅僅是構(gòu)成試樣鏈的一環(huán)。由于拉伸系統(tǒng)自身的變形特性，試驗(yàn)機(jī)的橫梁位移并不是全部轉(zhuǎn)移到試樣產(chǎn)生變形，而是有部分被轉(zhuǎn)移到試驗(yàn)機(jī)構(gòu)件自身產(chǎn)生變形。基于這種認(rèn)識(shí)，把試樣在拉伸系統(tǒng)中進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)，看成為代表試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)大彈簧串聯(lián)一個(gè)試樣的拉伸試驗(yàn)，如圖1所示。顯然，在拉伸過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)橫梁位移被分配到了彈簧和試樣的變形上去。為了便于分析，建立一種拉伸試驗(yàn)?zāi)Ｐ停喊言嚇悠叫虚L(zhǎng)度的變形作為一個(gè)變形分系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)平行長(zhǎng)度系統(tǒng)；把試樣的兩過(guò)渡弧和兩被夾持頭部與大彈簧串聯(lián)，組成另一個(gè)變形分系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)，兩個(gè)分系統(tǒng)串聯(lián)成拉伸試驗(yàn)?zāi)Ｐ停鐖D2所示。根據(jù)這一模型，試驗(yàn)機(jī)橫梁位移由試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)伸長(zhǎng)分量和平行長(zhǎng)度系統(tǒng)伸長(zhǎng)分量組成，其數(shù)學(xué)模型為：

式中：δ_c為試驗(yàn)機(jī)橫梁位移；δ_M為試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的伸長(zhǎng)；δ_p為試樣平行長(zhǎng)度(系統(tǒng))的伸長(zhǎng)。

圖1 代表試驗(yàn)機(jī)的彈簧串聯(lián)拉伸試樣的示意圖

     無(wú)論試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)和平行長(zhǎng)度系統(tǒng)分別處于彈性或塑性變形狀態(tài)，式(1)表示的關(guān)系仍然保持。式(1)右邊第2項(xiàng)伸長(zhǎng)δ_p，無(wú)論在彈性或者在塑性狀態(tài)，都可以表示為：

式中：e_p為平行長(zhǎng)度的拉伸應(yīng)變(通過(guò)引伸計(jì)系統(tǒng)測(cè)定)；L_c為平行長(zhǎng)度。

圖2 平行長(zhǎng)度系統(tǒng)與試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)串聯(lián)的

拉伸試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>

     式(1)右邊第1項(xiàng)伸長(zhǎng)δ_M可以表示為：

式中：F為施加的拉伸力；C_M為試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的剛度。

      剛度表示給定工件或結(jié)構(gòu)件在力作用下變形的困難程度，用力與變形之比表示。試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的剛度C_M表示為：

     為了得到試驗(yàn)機(jī)橫梁位移速率v_c的表示式，將式(1)兩邊取對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)：

    將式(2)和式(3)代入式(5)后變?yōu)?/span>

     式(6)的右邊的各量，其中力F和應(yīng)變e_p與時(shí)間有關(guān)，是時(shí)間的函數(shù)；平行長(zhǎng)度L_c與時(shí)間無(wú)關(guān)，是常量；剛度C_M在線性(比如線彈性)變形狀態(tài)與時(shí)間無(wú)關(guān)，是常量，而在非線性(比如彈-塑性)變形狀態(tài)與時(shí)間有關(guān)，是時(shí)間的函數(shù)。為了一般化，將剛度C_M看作為變量，是時(shí)間的函數(shù)。經(jīng)過(guò)推導(dǎo)和運(yùn)算得到式(7)。

     式中：M為dF/dδ_M，是試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)力-伸長(zhǎng)曲線上對(duì)應(yīng)于平行長(zhǎng)度系統(tǒng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線上感興趣點(diǎn)m處的曲線斜率，參見(jiàn)圖3。

圖3 平行長(zhǎng)度系統(tǒng)和試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和力-伸長(zhǎng)曲線

     因?yàn)槠叫虚L(zhǎng)度系統(tǒng)與試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)是串聯(lián)拉伸，平行長(zhǎng)度橫截面上承受的力也就是試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)所承受的力，因此式(7)右邊的力的速率可以表示為：

   將式(8)代入式(7)后，可表示為：

     式(9)右邊的

實(shí)質(zhì)是等于平行長(zhǎng)度系統(tǒng)(即平行長(zhǎng)度)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(即R-e_p曲線)的斜率，因?yàn)椋?/span>

     將式(10)代入式(9)，得到橫梁位移速率表示式：

     式(11)即為考慮了試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)剛度時(shí)導(dǎo)出的橫梁位移速率一般性表示式。

      根據(jù)式(11)，可以建立兩種不同橫梁位移速率v_c1和v_c2之間的相互關(guān)系：

    令上述兩式相除，產(chǎn)生：

     根據(jù)下面章節(jié)3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)論，可以假設(shè)式(14)右邊參數(shù)

這樣由式(14)得到：

     式(15)為方法A2中兩種不同橫梁位移速率的關(guān)系式。

     假定式(15)的v_c2是尋找出的補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c，那么與v_c,c直接對(duì)應(yīng)的應(yīng)變速率e_p2，應(yīng)是感興趣點(diǎn)m(比如R_p0.2點(diǎn))處所要求的應(yīng)變速率e_p,req(即目標(biāo)應(yīng)變速率，比如0.00025s^-1)。類(lèi)似地，假定v_c1是預(yù)備試驗(yàn)時(shí)所采用的已知橫梁位移速率v_c，與v_c1直接對(duì)應(yīng)的應(yīng)變速率是e_p1，應(yīng)是感興趣點(diǎn)m(比如R_p0.2點(diǎn))處測(cè)量的應(yīng)變速率e_p,m，這樣式(15)可寫(xiě)成：

      式(16)便是補(bǔ)償橫梁位移速率表示式。

     為了能按照式(16)計(jì)算補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c，需要做預(yù)備試驗(yàn)以測(cè)定該式右邊的參數(shù)e_p,m，試驗(yàn)可以這樣進(jìn)行：

      用幾何形狀、尺寸和材料特性類(lèi)同于要被試驗(yàn)的試樣，在相同試驗(yàn)設(shè)備上用已知或指定的恒定橫梁位移速率v_c按照方法A2進(jìn)行拉伸試驗(yàn)(預(yù)備試驗(yàn))。根據(jù)試樣拉伸的應(yīng)變-時(shí)間曲線(e_p-t曲線)，測(cè)定與試樣拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線(R-e_p曲線)上感興趣點(diǎn)m(比如R_p0.2點(diǎn))相對(duì)應(yīng)點(diǎn)處的曲線斜率，即為應(yīng)變速率e_p,m(參見(jiàn)圖4)，按照下式計(jì)算：

     圖4 從平行長(zhǎng)度系統(tǒng)的e_p-t曲線測(cè)定感興趣點(diǎn)(m點(diǎn))處的應(yīng)變速率e_p,m

     一旦完成預(yù)備試驗(yàn)，v_c和e_p,m以及e_p,req均為已知量，便可按式(16)計(jì)算補(bǔ)償橫梁位移速率 v_c,c。

     根據(jù)圖2所示模型，總橫梁位移δ_c是由試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)伸長(zhǎng)分量δ_M和平行長(zhǎng)度系統(tǒng)伸長(zhǎng)分量δ_p組成，其數(shù)學(xué)模型見(jiàn)式(1)。為了得到“平行長(zhǎng)度估計(jì)的總應(yīng)變”，式(1)兩邊除以平行長(zhǎng)度L_c：

      對(duì)于上式的各項(xiàng)，可以分別寫(xiě)成為：

     式左邊項(xiàng)δ_c/L_c=e_Lc，是“平行長(zhǎng)度估計(jì)”的總應(yīng)變。

     式右邊第1項(xiàng)δ_M/L_c=e_M，是“平行長(zhǎng)度估計(jì)”的試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)變。

     式右邊第2項(xiàng)δ_p/L_c=e_p，是試樣平行長(zhǎng)度范圍內(nèi)的實(shí)際應(yīng)變。

      于是式(18)變?yōu)椋?/p>

     因?yàn)樯鲜礁髁慷寂c橫梁位移速率有關(guān)，是時(shí)間的函數(shù)，可以通過(guò)對(duì)上式兩邊取對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)：

     簡(jiǎn)化表示為：

     式(21)表示在“平行長(zhǎng)度估計(jì)”的條件下，橫梁位移速率v_c在某時(shí)刻產(chǎn)生的總應(yīng)變率e_Lc，為試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)變速率分量e_M與平行長(zhǎng)度系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)變速率分量e_p之和。

     使用方法A2進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)也產(chǎn)生變形，橫梁位移速率v_c并不全部轉(zhuǎn)移成平行長(zhǎng)度系統(tǒng)的伸長(zhǎng)速率，總有部分被分流成為試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的伸長(zhǎng)速率。為了補(bǔ)償被分流了的這部分橫梁位移速率，需要尋找出橫梁位移速率的補(bǔ)償方法，下面考慮這一問(wèn)題。

      設(shè)想用式(22)給定的已知橫梁位移速率v_c拉伸整個(gè)試樣鏈系統(tǒng)。

式中：e_Lc為“平行長(zhǎng)度估計(jì)”的總應(yīng)變速率(等于v_c/L_c)；L_c為平行長(zhǎng)度。

      那么“平行長(zhǎng)度估計(jì)”的總應(yīng)變速率e_Lc的表達(dá)將是按照式(21)的形式給定。現(xiàn)在，將式(21)兩邊乘以平行長(zhǎng)度L_c，式左邊變?yōu)闄M梁位移速率v_c：

   再利用式(21)，上式可表示為：

     因?yàn)椋?dāng)給定了式(23)表示的橫梁位移速率，則式(24)右邊的括號(hào)內(nèi)的e_Lc為定值，而e_p是相應(yīng)于平行長(zhǎng)度的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上感興趣點(diǎn)m處測(cè)量的應(yīng)變速率e_p,m。

     現(xiàn)在設(shè)：

     于是式(24)表示為：

      式(26)為橫梁位移速率的一般性表達(dá)式，式中符號(hào)下標(biāo)字母m表示該符號(hào)代表的量與感興趣點(diǎn)m相關(guān)。

     對(duì)于同一感興趣點(diǎn)m，兩種橫梁位移速率v_c1和v_c2，可以分別寫(xiě)出表示式：

兩式相除，得到：

      根據(jù)下面章節(jié)3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)論，可以假設(shè)上式右邊參數(shù)

這樣式(29)可以表示為：

     假定式(30)的v_c2是尋找出的補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c，那么與v_c,c直接對(duì)應(yīng)的應(yīng)變速率e_p2，應(yīng)是感興趣點(diǎn)m(比如R_p0.2點(diǎn))處所要求的應(yīng)變速率e_p,req(即目標(biāo)應(yīng)變速率，比如0.00025s^-1)。類(lèi)似地，假定v_c1是預(yù)備試驗(yàn)時(shí)所采用的已知橫梁位移速率v_c，與v_c1直接對(duì)應(yīng)的應(yīng)變速率e_p1，應(yīng)是感興趣點(diǎn)m(比如R_p0.2點(diǎn))處測(cè)量的應(yīng)變速率e_p,m，這樣式(30)可寫(xiě)成：

     將式(22)代入上式得到：

      式(32)即為考慮試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)伸長(zhǎng)分量時(shí)的補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c的表達(dá)式。式中e_p,m需通過(guò)預(yù)備試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。預(yù)備試驗(yàn)時(shí)，用已知或指定橫梁位移速率v_c=e_LcL_c在相同試驗(yàn)設(shè)備上采用方法A2拉伸試樣鏈。根據(jù)試樣拉伸的應(yīng)變-時(shí)間曲線(e_p-t曲線)測(cè)定感興趣點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)變速率e_p,m(見(jiàn)圖4)和按式(25)計(jì)算比值K。一旦完成試驗(yàn)，按照式(32)計(jì)算補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c。

     從式(31)和式(16)可以見(jiàn)到，兩式相同，這表明：“斜率補(bǔ)償”方法和“K值補(bǔ)償”方法分別得到的補(bǔ)償橫梁位移速率表達(dá)式(32)和式(16)兩者等效。

     文獻(xiàn)給出了關(guān)于R_p0.2感興趣點(diǎn)的比值K_y和在彈性階段的80%R_p0.2處感興趣點(diǎn)的比值K_e的測(cè)定結(jié)果，摘錄于表1。試驗(yàn)用鈦合金試樣(R_p0.2=977MPa，E=120GPa)。

表1 橫梁位移速率v_c與K值試驗(yàn)數(shù)據(jù)

     從K值測(cè)量結(jié)果來(lái)看，對(duì)于同一試驗(yàn)設(shè)備，相同試樣，相同感興趣點(diǎn)(即同一性能點(diǎn))情況，K值測(cè)量結(jié)果的分散性見(jiàn)表2。

     從表2的分散性來(lái)看，相同試樣和相同試驗(yàn)設(shè)備采用不同的橫梁位移速率的試驗(yàn)，對(duì)于相同感興趣點(diǎn)的比值K其值分散性在4％以?xún)?nèi)，差別并不大(無(wú)本質(zhì)上的差別)，而橫梁位移速率試驗(yàn)范圍從0.00025L_c至0.002L_c相差8倍。據(jù)此可以認(rèn)為,對(duì)于相同感興趣點(diǎn)，K值基本不隨橫梁位移速率的變化而變化，是近似恒定值。這結(jié)論有力支持了參數(shù)K1≌K2和m1/M1≌m2/M2的假設(shè)，進(jìn)一步分析如下。

表2 K值的分散性(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)

    根據(jù)前面關(guān)于橫梁位移速率vc一般性表示的式(11)和式(26)，可以寫(xiě)出：

   便有：

     兩式相除并化簡(jiǎn)：

      根據(jù)表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出的結(jié)論，相同感興趣點(diǎn)的比值K其值近似一致相同。則有：

     因此，式(37)變?yōu)椋?/span>

     于是得到：

     應(yīng)用式(40)和(38)，可以分別得到補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c表示式，見(jiàn)式(16)和式(31)。

     采用方法A2進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)初始階段中K值處于較高的值，隨著試驗(yàn)進(jìn)行其值逐漸降低，如果呈現(xiàn)平臺(tái)屈服，其值接近1，如果呈現(xiàn)連續(xù)屈服，例如在屈服強(qiáng)度R_p0.2附近其值呈現(xiàn)大于1。試驗(yàn)最初始階段K值較高，是因?yàn)榇穗A段橫梁位移較大部分用于消除試樣鏈連接件之間的間隙，造成平行長(zhǎng)度的應(yīng)變速率與目標(biāo)應(yīng)變速率相差較大。進(jìn)入屈服階段K值較低，甚至接近1，是因?yàn)檫M(jìn)入屈服階段，力的增加速率比彈性直線階段的低，試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)變速率分量增速相對(duì)降低，而平行長(zhǎng)度的應(yīng)變速率分量增速相對(duì)較快，而且逐漸接近目標(biāo)應(yīng)變速率。

     式(25)定義的K值，其取值范圍為K≥1，較高的值表示試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)變速率分量較大。K=1，在理論上表示試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)變速率分量為零，換句話說(shuō)，試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)剛度無(wú)限大，柔度變形為零，但在實(shí)踐上不可能存在剛度無(wú)限大或柔度為零的情況。但在金屬材料拉伸試驗(yàn)中，當(dāng)試樣呈現(xiàn)不連續(xù)的平臺(tái)屈服狀態(tài)時(shí)，在平臺(tái)屈服范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)K=1的情況，這是因?yàn)榍脚_(tái)區(qū)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率m值為零而導(dǎo)致式(11)右邊括號(hào)內(nèi)第1項(xiàng)的值為零，由此而產(chǎn)生橫梁位移速率全部轉(zhuǎn)移成平行長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)速率，此時(shí)平行長(zhǎng)度的應(yīng)變速率與平行長(zhǎng)度估計(jì)的應(yīng)變速率相同，即：

     實(shí)際試驗(yàn)也已測(cè)量到平臺(tái)屈服區(qū)K=1或K≌1情況。鑒于這種情況存在，對(duì)于呈現(xiàn)單一平臺(tái)屈服狀態(tài)的材料試驗(yàn)，測(cè)定屈服強(qiáng)度時(shí)可以不做補(bǔ)償橫梁位移速率預(yù)備試驗(yàn)。

      當(dāng)感興趣點(diǎn)是在彈性階段，K的值一般都比屈服階段的高許多，所以對(duì)于該點(diǎn)的橫梁位移速率補(bǔ)償也高許多。這意味著在該點(diǎn)之前的試驗(yàn)耗時(shí)將縮短許多。如果為了縮短試驗(yàn)耗時(shí)為目的，建議預(yù)備試驗(yàn)時(shí)測(cè)量K值的點(diǎn)選在材料屈服強(qiáng)度R_p0.2的80％附近處，以便有足夠區(qū)間能將橫梁位移速率平滑轉(zhuǎn)換至屈服階段所需的橫梁位移速率。

     缺點(diǎn)：兩種方法都必須事前做預(yù)備試驗(yàn)，在感興趣點(diǎn)測(cè)定K的值以便用于計(jì)算補(bǔ)償橫梁位移速率。也就是說(shuō)，一批相同的試樣，第1根試樣必須用于預(yù)備試驗(yàn)，以獲得補(bǔ)償橫梁位移速率數(shù)據(jù)用于同批其余試樣的試驗(yàn)。必須保持試樣和試驗(yàn)設(shè)備相同，兩者或其中之一改變需重新做預(yù)備試驗(yàn)。

     優(yōu)點(diǎn)：①同批其余試樣使用補(bǔ)償橫梁位移進(jìn)行方法A2試驗(yàn)，對(duì)于感興趣點(diǎn)能起到改善應(yīng)變速率的效果，即改善試樣平行長(zhǎng)度的應(yīng)變速率與要求的應(yīng)變速率的接近度。②縮短試驗(yàn)總耗時(shí)，提高試驗(yàn)效率，對(duì)于大生產(chǎn)的大批量試樣的試驗(yàn)更有意義。

4.4.1 式(F.1)、式(F.2)和式(F.3)中的剛度C_M修改為斜率M

     國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 6892-1:2019的附錄F仍有未說(shuō)清楚的問(wèn)題。附錄中式(F.1)、式(F.2)和式(F.3)中的量C_M代表的應(yīng)是斜率(即試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的F-δ_M曲線的斜率)，將其命名為“剛度”并不準(zhǔn)確，帶有片面性。建議“剛度”改為“斜率”和符號(hào)C_M改為M。此外，平行長(zhǎng)度應(yīng)變速率e_m，其符號(hào)建議改為e_p,m。如此修改過(guò)后，橫梁位移速率的通式可以認(rèn)為理論上準(zhǔn)確的公式：

     因?yàn)槭?F.2)中C_M被命名為“剛度”，這僅當(dāng)F-δ_M曲線為線性變形狀態(tài)才為正確，此時(shí)“斜率”

但當(dāng)F-δ_M曲線為非線性變形狀態(tài)時(shí)，

此時(shí)M與C_M的值不等，所以，命名為“剛度”是理論上不嚴(yán)格的，只能是一種粗糙近似。

     只有根據(jù)上述的橫梁位移速率通式，才能得到補(bǔ)償橫梁位移速率公式(見(jiàn)1.2和1.3)。

4.4.2 刪去式(F.1)和式(F.3)

     計(jì)算補(bǔ)償橫梁位移速率時(shí)，并不需要式(F.1)和式(F.3)，完全可以將其刪去。

4.4.3 給出補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c的公式

       給出補(bǔ)償橫梁位移速率v_c,c的公式：

     或者，當(dāng)在預(yù)備試驗(yàn)中已測(cè)定和計(jì)算出了K的值時(shí)：

     上兩式中：v_c為預(yù)備試驗(yàn)使用的橫梁位移速率；e_p,m為使用v_c進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)時(shí)在感興趣點(diǎn)(比如R_p0.2點(diǎn))處測(cè)量的平行長(zhǎng)度應(yīng)變速率；e_p,req為要求的平行長(zhǎng)度應(yīng)變速率(即目標(biāo)應(yīng)變速率)；K為系數(shù)，

     預(yù)備試驗(yàn)僅僅要求測(cè)定e_p,m即可，無(wú)需測(cè)量應(yīng)力-應(yīng)變曲線(R-e_p曲線)上感興趣點(diǎn)處的曲線斜率m。預(yù)備試驗(yàn)的橫梁位移速率v_c根據(jù)指定值或按照

計(jì)算，均為已知量，式中e_Lc為“平行長(zhǎng)度估計(jì)的應(yīng)變速率”，即要求的應(yīng)變速率或目標(biāo)應(yīng)變速率(例如0.00025s^-1)。

     (1) 根據(jù)建立的拉伸力學(xué)模型，導(dǎo)出了當(dāng)考慮試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)柔度(剛度的倒數(shù)，并將其看成為時(shí)間函數(shù)的變量)時(shí)的補(bǔ)償橫梁位移速率表達(dá)式,和考慮試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)伸長(zhǎng)時(shí)的補(bǔ)償橫梁位移速率表達(dá)式,兩公式完全等效。適用于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 6892-1:2019的附錄F對(duì)于方法A2的補(bǔ)充。

     (2) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 6892-1:2019的附錄F需要做修改，見(jiàn)4.4章節(jié)。

     (3) K值補(bǔ)償方法對(duì)于連續(xù)屈服狀態(tài)的試樣，使用補(bǔ)償橫梁位移速率能獲得改善應(yīng)變速率的效果。當(dāng)用于彈性階段能縮短試驗(yàn)總耗時(shí)間，提高試驗(yàn)效率，尤其適用于大批量相同試樣的試驗(yàn)。

     (4) 提出的兩種補(bǔ)償橫梁位移速率方法，主要適用于相同試樣(試樣的幾何形狀，尺寸和材質(zhì)相同)和相同試驗(yàn)設(shè)備下采用方法A2的重復(fù)試驗(yàn)，同批相同試樣第一根試樣必須用于預(yù)備試驗(yàn)，以獲得相關(guān)參數(shù)用于計(jì)算補(bǔ)償橫梁位移速率。

作者：高怡斐, 王春華, 梁新幫

作者簡(jiǎn)介：高怡斐(1972-)，女，教授級(jí)高工，主要從事金屬材料力學(xué)性能表征研究以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和ISO標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。

單位：鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司

來(lái)源：《理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè)》2024年第6期