金属材料拉伸试验全程位移控制法

用于程序控制的金属材料拉伸试验全程位移控制法

众所周知,拉伸试验速率对金属材料屈服强度测试有明显影响。尽管现行拉伸试验国家标准和国际标准都对拉伸速率做了规定,但不同实验室即使采用了相同的拉伸速率,测得的屈服强度仍会有较大分散性。这是因为绝大多数实验室没有考虑系统柔度对试样实际变形速度的影响。由于系统柔度不同,虽然横梁分离速率在屈服前后并没有发生变化,但实际上在试样上的变形速率却发生了很大变化:柔度越大,变化就越大,对屈服强度的影响也就越大。高柔度试验系统拉伸速率的变化甚至会达到几百倍!这种变化势必影响试验结果的准确性,因此,不同柔度试验机做出的试验结果不具备可比性。

如果采用基于引伸计的反馈而得到的应变速率控制方法,以消除拉伸试验机柔度的影响,对于无明显物理屈服的金属材料可能是合适的;对于有明显物理屈服的金属材料,有时是不可能用装夹在试样上的引伸计来控制应变速率的,因为局部的塑性变形可能发生在引伸计标距以外,可能会出现控制问题,这时应力应变曲线也失真了,测得的屈服强度会有偏离。另外,因目前国内外仍有很多拉伸试验机不具备应变控制功能,或因担心引伸计刀口打滑引发控制问题,很少有人用应变控制方式完成屈服强度测试。最简易可行且最实用的方法是采用本发明涉及的考虑系统柔度的全程位移控制法。用该方法,可以间

接实现对试样的应变速率控制,使不同试验机做出的试验结果真正具有可比性。

本发明适用于各种金属材料,无论其是否有明显物理屈服。 本发明适用于各种尺寸试样,试验前仅需为试验程序提供试样尺寸及估计的材料屈服强度,不必针对不同材料、不同尺寸试样分别设定不同阶段拉伸速率,就能满足ISO 6892 和 GB/T 228等标准规定的不同阶段拉伸速率要求,并且屈服阶段结束之前的速率转换平滑过渡,不会在应力-延伸曲线上引入不连续性。

本发明给试验程序编制人员提供一种数学模型和编程思路。按本发明思路编制成自动拉伸程序,整个试验自动进行,一气呵成,能满足任何形状、尺寸的试样对拉伸速度的要求,使试验程序变得非常简单、实用,既便于操作者使用又可明显提高工作效率

本发明的目的在于通过本发明提供的措施达到用全程位移控制替代应变控制的不足,从而提高屈服强度测试准确度。

本发明适用于拉伸试验机的生产、研制和技术改造。

发明人:苏英群

专利号ZL 2009 1 0070447.5

用于程序控制的金属材料拉伸试验全程位移控制法

众所周知,拉伸试验速率对金属材料屈服强度测试有明显影响。尽管现行拉伸试验国家标准和国际标准都对拉伸速率做了规定,但不同实验室即使采用了相同的拉伸速率,测得的屈服强度仍会有较大分散性。这是因为绝大多数实验室没有考虑系统柔度对试样实际变形速度的影响。由于系统柔度不同,虽然横梁分离速率在屈服前后并没有发生变化,但实际上在试样上的变形速率却发生了很大变化:柔度越大,变化就越大,对屈服强度的影响也就越大。高柔度试验系统拉伸速率的变化甚至会达到几百倍!这种变化势必影响试验结果的准确性,因此,不同柔度试验机做出的试验结果不具备可比性。

如果采用基于引伸计的反馈而得到的应变速率控制方法,以消除拉伸试验机柔度的影响,对于无明显物理屈服的金属材料可能是合适的;对于有明显物理屈服的金属材料,有时是不可能用装夹在试样上的引伸计来控制应变速率的,因为局部的塑性变形可能发生在引伸计标距以外,可能会出现控制问题,这时应力应变曲线也失真了,测得的屈服强度会有偏离。另外,因目前国内外仍有很多拉伸试验机不具备应变控制功能,或因担心引伸计刀口打滑引发控制问题,很少有人用应变控制方式完成屈服强度测试。最简易可行且最实用的方法是采用本发明涉及的考虑系统柔度的全程位移控制法。用该方法,可以间

接实现对试样的应变速率控制,使不同试验机做出的试验结果真正具有可比性。

本发明适用于各种金属材料,无论其是否有明显物理屈服。 本发明适用于各种尺寸试样,试验前仅需为试验程序提供试样尺寸及估计的材料屈服强度,不必针对不同材料、不同尺寸试样分别设定不同阶段拉伸速率,就能满足ISO 6892 和 GB/T 228等标准规定的不同阶段拉伸速率要求,并且屈服阶段结束之前的速率转换平滑过渡,不会在应力-延伸曲线上引入不连续性。

本发明给试验程序编制人员提供一种数学模型和编程思路。按本发明思路编制成自动拉伸程序,整个试验自动进行,一气呵成,能满足任何形状、尺寸的试样对拉伸速度的要求,使试验程序变得非常简单、实用,既便于操作者使用又可明显提高工作效率

本发明的目的在于通过本发明提供的措施达到用全程位移控制替代应变控制的不足,从而提高屈服强度测试准确度。

本发明适用于拉伸试验机的生产、研制和技术改造。

发明人:苏英群

专利号ZL 2009 1 0070447.5


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