拉伸试验速率应用的分析与探讨

探讨了不同拉伸试验方法对拉伸试验速率的规定,指出了GB/T 228.1-2010中规定的拉伸试验速率在使用过程中存在的问题,实际试验过程中应变速率eLe控制的试验和考虑试验系统柔度下平行长度估计的应变速率eLc控制的试验其实际操作可行性都较差。通过对多套试验系统柔度的测试及试验过程中应变速率变化的分析,证明了在钢铁材料拉伸试验中,用应变速率控制和用不考虑试验系统柔度的横梁位移速率控制测得的屈服性能可以达到同等不确定度效果。     

横梁位移模式下的拉伸试验速率控制与验证测试方案

通过演示横梁位移控制模式下的拉伸试验,验证了名义速率与试样上应变速率的差异,并分析了二者之间的关联和特征。结果表明:试验室可通过改变名义速率获得满意的试样上应变速率,建立了验证测试方案;可将验证测试方案固化为作业文件应用于日常测试,以大幅提升横梁位移模式下的应变速率控制精度。     

拉伸速率控制模式及拉伸速率对冷轧薄板强度测试结果的影响

按照GB/T 228.1—2010中推荐的不同拉伸速率控制模式及拉伸速率对冷轧镀锌钢板进行了拉伸对比试验,分析了应变速率、横梁位移速率及应力速率对冷轧薄板规定非比例延伸强度R_p0.2、下屈服强度R以及抗拉强度R_tn测试结果的影响。结果表明:采用应变速率进行控制得到的拉伸试验数据相对其他两种速率控制模式更为稳定,可以最大限度地降低拉伸测试结果的不确定度;采用0.000 25 s^-1的应变速率控制模式所得试验结果的稳定性与采用40～50 MPa·s^-1的应力速率控制模式所得结果较为接近;在不同拉伸速率控制模式下,提高应变、横梁位移和应力速率均会使屈服强度R_p0.2和R_el增加,而抗拉强度R_tn基本上处于稳定状态。     

TC11钛合金几种不同横梁位移速率下拉伸试验的K值关系分析

选取Φ5 mm的TC11钛合金圆棒拉伸试样,在3种不同型号的电子拉伸试验机上按照ISO 6892-1:2016中的方法A2选取不同的横梁位移速率进行室温拉伸试验,在试样上装夹引伸计,测量Fp0.2感兴趣点处和弹性阶段的80%Fp0.2处试样上的真实应变速率。通过比较试样平行长度上的名义应变速率与试样不同感兴趣点处的真实应变速率的比值K发现,相同试样和相同试验设备,采用不同的横梁位移速率的试验,对于相同感兴趣点,K值基本不随横梁位移速率的变化而变化,是近似恒定值。     

采用横梁位移速率实现GB/T 228.1-2010中的方法A

通过大量横梁位移速率控制下的原始拉伸数据,计算了横梁位移控制条件下,名义应变速率与实际应变速率之间的差异,并以此为依据对横梁位移速率进行了修正和验证。结果表明:该修正方法简易可行,建议替代GB/T 228.1-2010中原有的修正方法。     

应变速率控制对金属材料静载拉伸性能的影响

探讨了不同速率控制模式对金属材料拉伸性能的影响,指出了名义速率与实时反馈速率会存在差异。对于连续屈服材料,引伸计反馈的速率eLe与根据横梁位移速率和试样平行长度估算的应变速率eLc差异不大;对于不连续屈服材料,弹性段反馈的应变速率eLe远低于根据试样平行长度估算的应变速率eLc,出现屈服平台后eLe高于eLc,屈服后均匀变形阶段eLe与eLc基本相等。不同试验速率及控制模式下,应变速率增大,载荷增加率增大,滑移线贯穿整个晶粒的难度增加,从而使测得的Rp0.2和ReL增加,Rm基本上处于稳定状态,试样断口的韧窝尺寸减小,试样的位错密度增加,断后伸长率降低,塑性应变比无明显变化,应变硬化指数降低。     

拉伸试验方法A2的横梁位移速率补偿方法

建立拉伸试验力学模型,该模型包括"平行长度系统"和"试验机系统"。根据此模型,当考虑试验机系统柔度(刚度的倒数)变形时,导出了横梁位移速率一般性表达式,而当直接考虑试验机系统的附加伸长分量时,导出了形式不同的另一横梁位移速率一般性表达式。分别利用前述的一般性表达式,建立两种横梁位移速率之间的关系,从而分别得到了"斜率补偿"横梁位移速率公式和"K值补偿"横梁位移速率公式。证明了两者补偿横梁位移速率公式互为等效。指出了现行国际标准ISO 6892-1:2019附录F存在的问题和提出了修改建议。     

三种控制方式在GB/T228.1-2010中的正确应用

为了满足GB/T 228.1-2010中方法 A对拉伸速率的要求,阐述了应变控制、应力控制和位移控制三种控制方式对金属材料拉伸性能的影响,提出了一种考虑了系统柔度的准应变速率控制方法,即用准应变全程位移自动控制间接实现对试样的应变速率控制。采用准应变速率控制方法时,无论测试何种金属材料、何种尺寸试样,试验人员仅需输入试样尺寸和估计的弹性模量,由程序自动计算出系统柔度和各阶段拉伸速率,即可对整个试验过程进行自动控制,使不同试验机得出的试验结果真正具有可比性。     

速率控制模式对GH4169高温合金拉伸性能的影响

通过对应变硬化指数、拉伸试验数据和微观晶粒形貌等进行分析,讨论了引伸计控制期间真应变在0.8%~1.6%,速率控制模式对GH4169高温合金室温(23±5)℃及高温(650±3)℃拉伸性能的影响。结果表明:室温下,应变控制模式测得的强度指标高于横梁位移控制模式测得的,而应变控制模式测得的塑性指标低于横梁位移控制模式测得的;高温下,应变控制模式与横梁位移控制模式测得的强度指标和塑性指标差异均可以忽略不计。     

关于GB/T228.1-2010的理解、验证及探讨

在拉伸试验中,作为试验机生产厂家如何贯彻新国标GB/T 228.1-2010中的"方法A",国产试验机是否能真正实现全程应变控制,如何在估算试验机系统的柔度后计算横梁位移速率。针对这些方面,对应变速率控制这一概念和新标准的各项术语进行了归纳和阐述。并结合自主研制的电子万能试验机对传感器-通道频带宽度、有效采样点、试验机柔度等进行了实际测定,通过对实测数据和曲线的分析和比对,论证了该电子万能试验机能够满足GB/T 228.1-2010"方法A"规定的应变速率控制要求,完全可以做到全程应变速率控制。     

拉伸试验的速率探讨

采用夹头分离速率控制方式对：行屈服现象和无屈服现象的试样进行拉伸试验,探讨了试验过程中试样应变速率和应力速率的变化情况。试验结果表明：在不同的变形阶段试样的应变速率是不同的,弹性阶段的应变速率比设定值低很多,屈服阶段会略高,塑性变形阶段与设定值较接近。并确定在该试验条件下可将试验速率设定在1～7mm／min。     

不同控制模式下拉伸试验速率的测试及方法比较

针对GB／T228．1-2010中方法A、方法B、附录F以及横梁控制4种不同拉伸速率控制模式,采用两组薄板在Z100拉伸试验机做不同控制模式的试验速率试验,并对4种方法进行分析比较。结果表明：对于大部分黑色金属材料来说,4种拉伸速率控制方法对力学性能结果的影响不明显,仅对部分应变速率敏感的材料结果才会有差异;实施方法A时虽然平均应变速率恒定,但实际应变速率超过误差限,偏离方法A;实施方法B时,建议在RP,ReH阶段采用与屈服阶段相同的速率控制模式,以避免试验失控。实施附录F时,Rp,ReH阶段参数m与弹性阶段的参数E不能等同,设置速率Ⅵ：不应与弹性阶段相同。     

关于GB/T 228.1-2010对拉伸速率要求一致性的分析

在拉伸试验中,关于如何执行GB/T 228.1-2010中的"方法 A",如何计算考虑试验机系统的柔度后估算的横梁位移速率,在理解和贯彻GB/T 228.1-2010过程中存在不同的看法,为此围绕该方面进行了深入的分析及探讨,以保证测试技术的统一性与一致性,更好地贯彻执行GB/T 228.1-2010中的"方法 A"。     

GB/T228.1-2010中的拉伸试验速率及其控制

阐述了在拉伸试验中,试验速率对材料屈服性能表现出规律性的影响。我国历次拉伸试验标准(GB/T 228)有关试验速率的理论规定都是以应变速率为标准,但在实际操作中又都是以等效的应力速率为标准;而在新标准GB/T 228.1-2010中,则从理论规定到实际操作均实现了以应变速率为标准的方法。另外还讨论了拉伸试验速率的控制方法,以及试验速率控制与试验设备的关系。     

GB/T 228.1-2010中试验速率控制的实践与思考

介绍了应用GB/T 228.1-2010中试验速率控制在执行过程中的影响因素,给出了各种试验速率控制方法的建议适用范围。方法 A1的控制精度最高,但是应用场景较为狭窄;方法 A2性能稳定,应用方便,但柔度修正难以准确执行;方法 B应用范围最为宽泛,但速率控制要求最低,试验结果的离散度最大。建议方法 B名称改为基于应力速率引导的试验速率控制方法,方法 A2名称改为基于应变速率引导的试验速率控制方法。     

金属材料拉伸试验位移速率控制下相关试验速率对应关系分析

对拉伸试验过程中主要试验速率控制方法的相关参数,如位移速率、应变速率、应力速率等在试验过程中不同变形阶段对应关系的变化进行了分析,并对相应换算方法进行了整理和研究,还使用实际试验数据对不同变形阶段的相关对应关系加以验证。结果表明:在试验前,要了解试样材料相关应力-应变(或载荷-时间)等相关曲线的变化规律和特征,且应根据具体的试验条件、要求和目的,选择相应的试验控制方法。     

关于GB/T 228.1-2010附录F中应变速率公式和横梁位移速率公式的说明

通过建立拉伸试验理论模型,导出了横梁位移速率的一般性表示式。在线弹性变形阶段,根据这一表示式,可以得到应变速率是试验机系统刚度的准确函数关系;而在屈服的塑性变形阶段,根据这一表示式,通过理论分析和做合理的近似性处理,得到应变速率是试验机系统刚度的近似准确函数关系。实质上GB/T 228.1-2010附录F中的公式(F.1)和公式(F.2)包含了上述性质,即该两公式用于线弹性变形阶段,是准确的公式,而用于屈服的塑性变形阶段是近似准确的公式,理论上近似准确的公式不是理论上错误的公式。     

悬臂弯曲加载表面裂纹扩展速率试验中各参量的变化规律

在悬臂弯曲加载方式下,采用逐级递增的六级名义应变控制模式,完成了三件10CrNiMo钢试样的低周疲劳表面裂纹扩展速率试验。试验数据处理结果表明:在每级名义应变控制下,位移和载荷的峰谷值是基本保持不变的,但随着名义应变级别的增加,位移和载荷的均值存在向负向增大的趋势;而在低名义应变级别控制下,应变峰谷值的变化规律和位移与载荷的峰谷值的变化规律相似,但随着名义应变级别的增加,应变的峰谷值和均值均存在向正向增大的趋势。分析认为,产生上述现象的原因主要和试样表面的残余应变有关。     

较高应变速率下结构钢屈服强度的估计

本文给出了一种考虑应变速率效应时材料屈服强度近似求法，它依据两组低应变速率的拉伸试验数据，对其它应变速率下的屈服强度进行估计，并具有良好的精度。     

加载速率对3D-C/SiC不同温度拉伸性能的影响

研究了在室温、1100和1500℃夹头位移速率分别为0．008，0．06和5．82mm／min对CVI工艺制备的3D—C／SiC拉伸性能的影响。拉伸中用钨—铼热电偶测温，真空度为10^-3Pa，LVDT测量变形。结果表明，室温条件下材料的断裂应力随夹头位移速率的增大而增加；1500℃断裂应力随夹头位移速率的增大而减小；1100℃条件下断裂应力基本不随变形速率而改变。随着夹头位移速率的提高，断裂应变减小，初始弹性模量增加。分析了可能造成以上现象的因素。