拉伸速度對(duì)測(cè)試曲線的影響

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低碳鋼材料試樣在使用引伸計(jì)作拉伸試驗(yàn)時(shí)，拉伸速度不僅對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)有影響，它對(duì)拉伸曲線的形貌也是會(huì)有影響的。例如，某低碳鋼板狀拉伸試樣在拉伸時(shí)，其曲線在上屈服力處不是先沿線彈性直線向上到達(dá)上屈服力，然后再向下進(jìn)入屈服過程。而是呈現(xiàn)在沿線彈性直線向上到達(dá)下屈服力時(shí)，曲線先向左，而后向上、再向右、再向下畫圈，最后再進(jìn)入屈服流動(dòng)過程的現(xiàn)象。對(duì)于試樣在被拉伸達(dá)到屈服力附近時(shí)，在引伸計(jì)標(biāo)距范圍內(nèi)突然出現(xiàn)力變化不大，引伸計(jì)測(cè)得的變形卻出現(xiàn)回彈，而不是快速增加這一偶有發(fā)生的拉伸曲線現(xiàn)象，經(jīng)分析應(yīng)有以下形成原因：試樣在被拉伸到屈服力附近時(shí)，由于某種原因引伸計(jì)標(biāo)距范圍外的部分首先進(jìn)入了屈服狀態(tài)，其軸向變形快速增加，如果此時(shí)試驗(yàn)機(jī)橫梁位移速度過低，就不能及時(shí)滿足試樣的屈服流動(dòng)伸長(zhǎng)變形對(duì)橫梁位移的需求，就不能使用試樣在引伸計(jì)標(biāo)距范圍內(nèi)還處于線彈性狀態(tài)的一段保持其變形的正向增長(zhǎng)，造成引伸計(jì)標(biāo)距范圍內(nèi)這一段試樣的變形回彈。

    在出現(xiàn)上述拉伸曲線異常后，經(jīng)適當(dāng)提高拉伸速度，所繪制的拉伸曲線都不再異常，而且曲線上所表現(xiàn)出的初始瞬時(shí)效應(yīng)似乎也有減弱的趨向。經(jīng)總結(jié)，此現(xiàn)象都出現(xiàn)在平板狀和圓管材弧板狀帶肩試樣上。這種試樣的加工多采用銑削，在過渡圓弧處多有扎刀形象，使其截面有所減小。其原因是：在銑削到達(dá)過渡圓弧時(shí)必然要停止進(jìn)刀。如果最后一刀進(jìn)給量較大，在加工抗力的作用下，試樣的平行段在銑削時(shí)就有較多的讓刀，而在到達(dá)過渡圓弧與平行段相銜處的截面偏小。又由于過渡圓弧處應(yīng)力集中的不利影響，所以對(duì)這樣的試樣在拉伸時(shí)出現(xiàn)標(biāo)距外先進(jìn)入屈服就是很自然的現(xiàn)象了。對(duì)于圓管材弧板狀帶肩試樣，除有上述原因之外，夾緊試樣時(shí)由于弧板的展平，試樣還會(huì)產(chǎn)生明顯的彎曲應(yīng)力。這一彎曲應(yīng)力的最大值也發(fā)生在過渡圓弧處。因此這種試樣在拉伸時(shí)產(chǎn)生曲線異常的機(jī)率就更多一些。通過上述分析和試驗(yàn)驗(yàn)證表明，拉伸速度不僅在過高時(shí)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)有影響，拉伸速度過低同樣也對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)、特別是曲線形貌有影響。這樣的曲線出現(xiàn)在論文上會(huì)讓不是很專業(yè)的人看了后莫名其妙。另外，有些比例極限很高的材料，在拉伸時(shí)卻表現(xiàn)出較低的比例極限，是否也應(yīng)從試樣的加工精度、試樣加工殘余應(yīng)力的存在和試驗(yàn)條件等方面去找原因。

    愿從事材料力學(xué)測(cè)試的同行就這些試驗(yàn)工作中的細(xì)微之處，發(fā)表各自的見解，共同提高我們的測(cè)試技術(shù)水平。