Page 27 - 理化检验-物理分册2021年第四期
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黄 星, 等: GB / T228.1-2010 中试验速率控制的实践与思考


                                               表 1 3 种试验速率( 推荐) 控制方法比较

                                     Tab 1 Com p arisonofthreetestrate   recommended  controlmethods
                     弹性段预期屈服                弹性段预期屈服强度
                                                                                   硬化段至试验结束
              控制方法    强度一半之前               一半之后直至屈服结束
                       控制方式        控制方式         速率范围       可测定的参数        控制方式         速率范围       可测定的参数
                                             ̇                                     ̇     或
                                             e Le                                  e Lc      v c




                                                                                          -1
                A1               应变速率控制      0.00025s -1  ±            应变速率控制       0.0067s ±
                                             20%                                    20%
                                             ̇                                     ̇     或
                                             e Lc  或v c                            e Lc      v c
                      任何方便的      横 梁 位 移 速 率              R eH R eL R p ,  横 梁 位 移 速 率          R m  , A g A g t ,
                                                                                                      ,
                                                                 ,
                                                             ,

                A2                           0.00025s -1  ±                         0.0067s -1  ±
                       试验速率      控制                       R t A e      控制                       A , A t Z
                                                            ,
                                                                                                     ,
                                             20%                                    20%
                                             ̇
                                             e Lc  或v c
                                 横 梁 位 移 速 率                           横 梁 位 移 速 率  ̇
                                                                                   e Lc  或v c
                B                            0.00025~
                                 控制                                    控制                   -1
                                                                                    ≤0.008s
                                                    -1
                                             0.0025s
               在执行方法 B 时,“ 在弹性范围和直至上屈服                                表 2 3 种试验速率( 推荐) 控制方法应用推荐

            强度, 试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并                                 Tab 2 A pp licationrecommendationofthreetestrate

                                                                             recommended  controlmethods
            在表 3 规定的应力速率范围内。” 其后无论是测下屈
                                                               序号          应用场景           方法 A1 方法 A2 方法 B
            服还是规定塑性延伸强度 R p            、 规定总延伸强度 R t
                                  , 也都是“ 通过调节屈服即                1         L c L e ≤1.5     推荐    不推荐    推荐
                                                                            /
            和规定残余延伸强度 R r
            将开始前的应力速率来调整, 在屈服完成之前不再                             2         L c L e >1.5     不推荐    推荐    推荐
                                                                            /
            调整试验机的控制”。测定屈服强度或塑性延伸强                              3         连续屈服试样           推荐     推荐    推荐

                                                  -1  的应变                不连续屈服试样           不推荐    推荐    推荐
            度后, 试验速率可以增加到不大于0.008s                              4
            速率( 或等效的横梁位移速率)。                                               高刚度夹具
                                                                5                          推荐     推荐    推荐
                 无论是方法 A , 还是方法 B , 其实真正的控制速                          ( 如平推夹具, 台肩夹具)
            率切换点都只有一个, 即在测定屈服强度或塑性延                             6     低刚度夹具( 如楔形夹具)        推荐    不推荐    推荐
            伸强度后, 最大力到来之前。由于这两段速率相差                                     平行段严格等截面

            甚大( 0.0067 / 0.00025=26.8 ), 因此对试验效率的               7    ( 如各种加工的哑铃型试样)        推荐     推荐    推荐

            影响很大。常规的做法是设置一个固定的位移、 变
                                                                       平行段不严格等截面
            形或者应变作为切换条件, 但对于不连续屈服的试                             8                          不推荐    推荐    推荐
                                                                           ( 如螺纹钢)
            样, 因为不知道屈服点延伸率有多大, 所以会尽量设

                                           -1  的速率下运行
            置得较大, 就会导致在 0.00025s                                  ( 2 )在钢厂厚板试验室, 由于大量采用双面铣
            时间较长, 导致试验效率大大降低。例如按照标准                            床, 且板材的厚度相差较大, 因此都采用较大的统一
            推荐的速率进行螺纹钢试样拉伸试验, 所需时间一                            的平行段长度试样。另外钢厂的试验机通常都是平
            般约为 2min ; 如果采用万测试验机配备的软件自                         推液压夹具, 因此采用方法 A2 的试验数据稳定, 试

            动侦测屈服结束作为切换点, 则试验时间可以缩短                            验效率高。

            至 60~70s , 试验效率能够提升近一倍。                                ( 3 )在建设工程检测单位, 螺纹钢拉伸试验量
                 综上, 根据各控制方式的不同特点, 总结出建议                       非常大, 且配置较多的是刚度较小的双空间楔形夹
            适用范围, 见表 2 。根据表 2 所示, 几种常见的应用                      具的液压试验机, 通常采用方法 B 。
                                                                                             [ 4 ]
            场景建议采用方法如下。
                                                              8  结论和建议

                 ( 1 )在材料研究过程中, 试样为哑铃形棒材或
            者板材时, 且标距与平行段长度相差较小时, 若能够                              方法 A1 的控制精度最高, 但是应用场景较为
            确定是连续屈服试样, 建议采用方法 A1 ; 否则采用                        狭窄; 方法A2 性能稳定, 应用方便, 但柔度修正难
            方法 A2 或方法 B 。                                                                        ( 下转第 18 页)
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