文档介绍：在拉伸试验中,: 1) 电控试验机可用横梁移动速度作为试验速度; 2) 机械式试验机可用夹头移动速度作为试验速度; 3) 液压试验机可用活塞移动速度作为试验速度。 4) 移动速度是单位时间位移的变化: V=Δs/Δt(mm/s)
衡量拉伸试验速率的4种方式
1)空载横梁位移速率
试验机横梁在空载条件下单位时间的位移,用mm/min 表示。
2)有载夹头分离速率
夹头单位时间分离距离,用mm/min表示。
3)应力速率
单位时间试样的应力增量,用N/mm2•s-1表示。
4)应变速率
单位时间试样的增量,一般用mm/mm•s-1 表示。
应变速率与位移速率的关系
如果试验机有理想的刚性,对于给定的Lc,位移速度与应变速率的关系为:
V=Lc ε
对于给定的Lc,位移速度与应力速率的关系为:
V=Lc σ/E
σ
拉力试验机的柔度
拉伸试验机种类繁多,但基本上都是由试验机框架、测力和机构夹持装置构成。这些部件在拉力下会产生弹性变形,其总和即为试验机的柔度KM,它表示为试验机的刚性的倒数CM。
试验系统总刚度C:
1/C=1/ CM + 1/ CP
CM -试验装置的刚度,由试验机框架、力传感器、夹持装置类型等因素决定。
CP -试样的刚度,由试验材料的弹性模量、原始横截面积、平行长度等因素决定。
a 夹具位移法
在弹性范围,由于试验机刚度不变,试样的变形特性与弹簧类似,因而可从力-时间或应力-时间曲线得到应力速率;从伸长-时间曲线或应力-时间曲线得到应变速率。
对于前两种方法,在弹性范围,对于刚性差的试验系统,位移速率需要很大,约为刚性良好的试验机的10倍,从低刚性结构试验系统横梁位移-时间和应变-时间比较曲线可以看出,,由于试验系统刚性差,在开始阶段,很大分量的位移消耗在试样链上,引伸计所反映的试样标距内的变形速度则很小,。
但在塑性范围,应力-应变直线性关系已不存在,试验塑性变形开始后,对于出现明显屈服的材料,试样急剧变形而试验力并不增加,试验系统的全部位移集中于试样上。因此,用横梁位移法控制拉伸速度时,作用到试样上的真正拉伸速度与试验机刚度密切相关。
b. 力或应力的闭环控制
在弹性范围,获得一定应力速率的方法是在闭环控制下开动试验机。为此,控制系统要通过传感器测定实际力-时间关系,根据偏离的程度调整位移速度,由于控制的是实际力,则不必考虑试验系统的刚性。但进入塑性范围,对于具有明显屈服现象的材料,当伸长突然增加时,应力急剧下降,原来的应力速率已经不起作用,当试验机加力系统力图通过增加位移速度补偿应力的下降时,达到最快的加力速度,这样就显示出不真实的应力-应变曲线。此时应采用应变速率。
c. 伸长或应变速率的闭环控制
应变速率的闭环控制当使用引伸计测量变形时,可用引伸计感受的伸长作为控制信号,对于连续的应力-应变曲线,可在闭环条件下进行控制,从而得到要求的应变速率。试样开始产生塑性变形而导致力和相应应力下降,使试验系统上的变形很小,使得试样上的应变速率增加,反馈的变形信号又使试验机位移速度下降。从而避免了试验速率的非惯性。
1) 测定抗拉强度的拉伸速率 2 ) 测定屈服强度的拉伸速率 3 ) 测定规定强度的拉伸速率 4)测定伸长率的拉伸速率
1) 测定抗拉强度时的拉伸速率
如仅测定抗拉强度,,。
在弹性范围内,可用下式将应变速率转变为应力速率:
当换算成力增加速率时:
υ2 是力增加速率,单位为N/s。