拉伸速度对测试曲线的影响

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低碳钢材料试样在使用引伸计作拉伸试验时，拉伸速度不仅对测试数据有影响，它对拉伸曲线的形貌也是会有影响的。例如，某低碳钢板状拉伸试样在拉伸时，其曲线在上屈服力处不是先沿线弹性直线向上到达上屈服力，然后再向下进入屈服过程。而是呈现在沿线弹性直线向上到达下屈服力时，曲线先向左，而后向上、再向右、再向下画圈，最后再进入屈服流动过程的现象。对于试样在被拉伸达到屈服力附近时，在引伸计标距范围内突然出现力变化不大，引伸计测得的变形却出现回弹，而不是快速增加这一偶有发生的拉伸曲线现象，经分析应有以下形成原因：试样在被拉伸到屈服力附近时，由于某种原因引伸计标距范围外的部分首先进入了屈服状态，其轴向变形快速增加，如果此时试验机横梁位移速度过低，就不能及时满足试样的屈服流动伸长变形对横梁位移的需求，就不能使用试样在引伸计标距范围内还处于线弹性状态的一段保持其变形的正向增长，造成引伸计标距范围内这一段试样的变形回弹。

    在出现上述拉伸曲线异常后，经适当提高拉伸速度，所绘制的拉伸曲线都不再异常，而且曲线上所表现出的初始瞬时效应似乎也有减弱的趋向。经总结，此现象都出现在平板状和圆管材弧板状带肩试样上。这种试样的加工多采用铣削，在过渡圆弧处多有扎刀形象，使其截面有所减小。其原因是：在铣削到达过渡圆弧时必然要停止进刀。如果最后一刀进给量较大，在加工抗力的作用下，试样的平行段在铣削时就有较多的让刀，而在到达过渡圆弧与平行段相衔处的截面偏小。又由于过渡圆弧处应力集中的不利影响，所以对这样的试样在拉伸时出现标距外先进入屈服就是很自然的现象了。对于圆管材弧板状带肩试样，除有上述原因之外，夹紧试样时由于弧板的展平，试样还会产生明显的弯曲应力。这一弯曲应力的最大值也发生在过渡圆弧处。因此这种试样在拉伸时产生曲线异常的机率就更多一些。通过上述分析和试验验证表明，拉伸速度不仅在过高时对测试数据有影响，拉伸速度过低同样也对测试数据、特别是曲线形貌有影响。这样的曲线出现在论文上会让不是很专业的人看了后莫名其妙。另外，有些比例极限很高的材料，在拉伸时却表现出较低的比例极限，是否也应从试样的加工精度、试样加工残余应力的存在和试验条件等方面去找原因。

    愿从事材料力学测试的同行就这些试验工作中的细微之处，发表各自的见解，共同提高我们的测试技术水平。