Page 29 - 理化检验-物理分册2022年第二期

王 斌, 等: 视频引伸计在金属板r 值测定中的应用

值, 在弹性阶段直至屈服阶段, 横梁位移速率控制在
3 试验过程及结果分析

2mm / min , 在屈服阶段之后, 横梁位移速率控制在

, , 。 3.1 试验过程
5mm / min 。各试样的约定应变为r 5 r 8 r 15
为了降低不稳定因素对试验数据的影响, 采用
2 试验设备和软件
与标定同轴度相一致的夹块, 并根据试样的不同宽
2.1 试验设备 度, 严格调整试样的对中性, 确保试样轴向中心线与
为了降 低 设 备 同 轴 度 对 试 验 结 果 的 影 响, 选 上下夹具中心线保持一致。
用了 LE5105 型电子万能试验机, 并配置了对中性 视频引伸计位置固定, 确保每次试验不受视频
优越的拉 压 过 零 疲 劳 试 验 用 液 压 楔 形 夹 具, 该 设 引伸计位置变动和状态变化的影响。

备 在 试 验 前 采 用 自 主 研 发 设 计 的 基 于 ASTM 由于采用的是全自动测试方法, 因此计算r 值
E1012 《 在拉 伸 和 压 缩 轴 向 力 作 用 下 验 证 试 验 框 时用全自动方法的相应公式, 长度方向的塑性应变

架和 样 品 准 直 精 度 的 标 准 实 施 规 程 》 标 准 的 比为
Ali g nmentEx p ert同轴 度 校 准 系 统, 以 对 加 载 机 构 L e+Δ L F
ε p _ l= ln - ( 1 )
·
的同轴度 进 行 调 整, 确 保 系 统 同 轴 度 满 足 ASTM L e S 0 m E
为引伸计标距; Δ L 为纵向增量; F 为对应
E1012Class5 等级, 消除轴向加载的不均匀性对r 式中: L e
值测定的影响。 纵向变形增量时点的拉力; S 0 为原始横截面积; m E
试样长 度 与 宽 度 变 形 测 试 采 用 自 主 研 发 的 为弹性部分工程应力 - 应变曲线的斜率。
VNCX 型视频引伸计( 见图 1 ), 该引伸计通过软件 宽度方向的塑性应变比为
设置, 在试样宽度方向, 可在轴向标距范围内任意 b 0 -Δb ν · F
ε p _ b = ln + · ( 2 )
设置均布线数( 1~33 ), 例如试验采用的 33 线法, b 0 S 0 m E
为试样原始宽度; Δb 为宽度增减; ν 为泊松
可实时跟踪拉伸 加 载 过 程 中 试 样 的 宽 度 变 形 ( 见 式中: b 0
比。
图 2 )。
r 值计算公式为
/( ) ( 3 )
r=- ε p _ b ε p _ b + ε p _ l
3.2 试验结果
3.2.1 实测结果
表 1 为 4 组不同类型试样的r 值实测数据。为
了研究不同宽度测试线所得到的宽度变形对r 值的
影响, 所有试验均采用 33 线和 3 线( 3 线选择中间

测试线与离中心线相隔 5 道的上下对称线, 见图 2 )
图 1 VNCX 型视频引伸计外观 测试方法进行计算。
由表 1 可知, 按照 ISO10113 : 2020 标准, 采用

多线位置测试宽度变形, 所得到的r 值一致性较好,
33 线测试结果的标准偏差显著优于 3 线测试结果
的, 这也与方健等 [ 2 ] 的研究结果一致。
3.2.2 结果比对
不同方法测试r 值的平均值如表 2 所示。由
表 2 可以看出, 采用视频引伸计测得的各种材料r
值都比自动扣除弹性方式的r 值低, 趋于接近人工
图 2 宽度方向 32 等分( 33 线) 示意
方式测试的r 值或半自动方式测试的 r 值。
2.2 试验软件 采用 TestMaster软件选取全过程的r 值 - 应变
利 用 LE5105 型 电 子 万 能 试 验 机 配 置 的 关系曲线如图 3 所示。由图 3 可知, BUSD-B 试样

TestMaster测 试 控 制 软 件, 按 照 标 准 ISO10113 : 在塑性变形阶段, 低应变区域r 值的波动比高应变
2020 的要求, 自动计算得到真实有效的r 值。 区域的波动要大, 高应变区域的r 值更为稳定。
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