Page 36 - 理化检验-物理分册2021年第四期

彭建章, 等: 采用横梁位移速率实现 GB / T228.1-2010 中的方法 A

控制( 方法 A )。 样在屈服期间的实际应变速率, 结果见表 1 。

1 横梁位移模式下的实际应变速率计算

1.1 试验设备及试验方法
试验设备为珠海三思生产的 CMT-5205型电子万
能试验机, 引伸计为钢研纳克生产的 YYU-25 / 5 型和

YYU-50 / 10型引伸计, 标距分别为50mm 和25mm 。
试验材料为钢研纳克生产的不锈钢材料标准拉

伸试棒( 规格为 5 mm 和 10 mm ) 以及笔者单位
ϕ
ϕ

生产的各类黄铜材料拉伸试棒( 规格为 5 mm 和
ϕ
图 2 连续屈服试样屈服范围选取示意图
ϕ 10mm ) 两类, 前者具有不连续屈服的特点( 有明 Fi g 2 Dia g ramofselectionof y ieldran g eofthe

显的屈服平台), 后者具有连续屈服的特点( 无明显 continuous y ields p ecimen

屈服平台)。 表 1 预设的横梁位移速率及实际应变速率
因屈服强度是应变速率的敏感参数, 笔者主要 Tab 1 Presetcrossheaddis p lacementrateandactualstrainrate

研究屈服阶段的应变速率。笔者所在试验室前期黄 试样规格 / 预设横梁位移速率 / 实际应变速率 /
试样
铜拉伸试验主要采用方法 B , 不同规格试棒设置的 mm ( mm · min ) s -1
-1

屈服阶段 横 梁 位 移 速 率 均 为 2 mm · min ( 对 应 不锈钢 ϕ 5 0.45 0.0002341

-1

ϕ 10 0.9 0.0002970

ϕ 5mm 试棒, 名 义 应 变 速 率 为 0.0011s ; 对 应 2 0.0003729

-1

ϕ 10mm 试棒, 名义应变速率为 0.00056s ), 不锈 2 0.0004091

-1

钢材料标准拉伸试棒则采用证书上推荐的横梁位移 2 0.0003525
ϕ 5
2 0.0003486

速率, 即 L C×0.00025×60mm · min ( 5mm 试

-1
ϕ
2 0.0003649

-1
棒屈 服 期 间 横 梁 位 移 速 率 0.45 mm · min , 黄铜 2 0.0001800

2 0.0001663
-1
ϕ 10mm 试棒屈服期间横梁位移速率0.9mm · min )。 ϕ 5
2 0.0001672
1.2 实际应变速率计算
2 0.0001688

从试验机软件中导出原始数据, 其中包括时间、 2 0.0001661
力、 位移、 变形、 应力、 应变等数据。因拉伸曲线存在
由表 1 可知, 具有不连续屈服特征的不锈钢试
波动, 在计算兴趣点附近的真实应变速率时, 不计算
样, 在依据平行长度估算的横梁位移速率控制下, 实
单个数据点的应变速率, 而是计算兴趣点附近的平
际应变速率与名义应变速率大致相等; 具有连续屈
均应变速率。不锈钢材料标准拉伸试棒有屈 服平
服特征的黄铜试样, 在横梁位移速率控制下, 实际应
台, 屈服期间实际应变速率选取包含下屈服点在内
变速率与名义应变速率相比, 实际应变速率明显低
的一段平台区间; 黄铜拉伸试棒为连续屈服, 屈服期
于名义应变速率。可以得出结论, 当材料出现不连
间实际应 变 速 率 选 取 屈 服 点 ( R p 0.2 ±10 ) MPa , 如

续屈服时, 实际应变速率与根据平行长度和横梁位
图 1 和图 2 所示。根据拉伸试验原始数据, 计算试
移估算的应变速率大致相等; 当材料出现连续屈服,
即材料均匀变形时, 实际应变速率与根据平行长度
和横梁位 移 估 算 的 应 变 速 率 之 间 存 在 不 同; 这 与

GB / T228.1-2010 中10.3.1 款的相关描述不同, 笔
者认为 GB / T228.1-2010 中的 10.3.1 款可能存在

谬误。
2 横梁位移速率的修正及验证
2.1 横梁位移速率的修正
图 1 不连续屈服试样屈服范围选取示意图
对于具有不连续屈服特征的不锈钢试样, 在依
Fi g 1 Dia g ramofselectionof y ieldran g eofthe

discontinuous y ields p ecimen 据平行长度估算的横梁位移速率控制下, 实际应变
2 0