拉伸試驗的拉伸速度對實驗有什么影響
金屬拉伸試驗速度不能太快的原因?原來,在彈性變形階段,金屬的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。這時候如果以橫梁位移控制來做拉伸試驗,那么速度太快會導(dǎo)致整個彈性段很快就被沖過去。因此金屬拉伸試驗加載速度不能太快。
比如說纖維吧,對于復(fù)絲來說,一般情況下,拉伸速度越大,所測得的強度值越高,這可以用其斷裂機理解釋!其實材料的斷裂也是類似的,在低的拉伸速度下,有充足的時間利于缺陷的發(fā)展,從而強度值較小,而較大的拉伸速度下,材料的斷裂主要是其化學(xué)鍵的破壞引起,測得的強度值較大,但是如果拉伸速度差別不大,則影響是不明顯的,以彈性模量為200Gpa的普通鋼材為例,如果標(biāo)距為50mm的材料,在彈性段內(nèi)如以10mm/min的速度進行拉伸試驗,那么實際的應(yīng)力速率為 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的鋼材屈服強度就小于600Mpa,所以只需要1秒鐘就把試樣拉到了屈服,這個速度顯然太快。所以在彈性段,一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者負荷控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段以后,載荷增加不大,而變形增加很快,所以為了防止拉伸速度過快,一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB228-2002里面建議了,“在彈性范圍和直至上屈服強度,試驗機夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)(材料彈性模量E/(N/mm2)<150000,應(yīng)力速率控制范圍為2—20(N/mm2) · s-1、材料彈性模量E/(N/mm2)≥150000,應(yīng)力速率控制范圍為6—60(N/mm2) · s-1=。若僅測定下屈服強度,在試樣平行長度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/s~0.0025/s之間。平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。
在塑性范圍和直至規(guī)定強度(規(guī)定非比例延伸強度、規(guī)定總延伸強度和規(guī)定殘余延伸強度)應(yīng)變速率不應(yīng)超過0.0025/s。”。這里面有一個很關(guān)鍵的問題,就是應(yīng)力速度與應(yīng)變速度的切換點的問題。最好是在彈性段結(jié)束的點進行應(yīng)力速度到應(yīng)變速度的切換。在切換的過程中要保證沒有沖擊、沒有掉力。這是拉力試驗機的一個非常關(guān)鍵的技術(shù)。