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1 引言

基于金屬材料拉伸試驗(yàn)中，位移速率控制與應(yīng)變速率控制是兩種不同的對實(shí)驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行控制的方法，兩種方法都可以用以測定金屬材料的屈服強(qiáng)度。利用材料力學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)機(jī)會，深入進(jìn)行了應(yīng)變控制速率和位移控制速率的試驗(yàn)研究，分析及比較兩者對金屬材料屈服強(qiáng)度測定的影響。

2 試驗(yàn)設(shè)備和測試方法

試驗(yàn)設(shè)備和器材有：廣州澳金工業(yè)的WDW-100L微機(jī)控制電子試驗(yàn)機(jī)；WYU 5/50電子引伸計(jì)；千分尺；低碳鋼(Q235)和硬鋁(LY12CZ) 圓形拉伸試樣。

首先對試驗(yàn)機(jī)柔度進(jìn)行測定，在此基礎(chǔ)上分八組進(jìn)行不同速率的試驗(yàn)，其中四組采取應(yīng)變速率控制，剩下四組采取位移速率控制，每組進(jìn)行五根低碳鋼、五根硬鋁試樣試驗(yàn)，具體組織如下:

第1組:位移速率為0.5mm/ min；進(jìn)行低碳鋼(5根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率,抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁(5根試樣) 的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

第2組:應(yīng)變速率為0.000225/S；進(jìn)行低碳鋼(5根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率,抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁(5根試樣)的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

第3組:應(yīng)變速率為0.00025/s；進(jìn)行低碳鋼( 5根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率,抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁(5根試樣)的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

第4組:應(yīng)變速率為0.000275/s；進(jìn)行低碳鋼(5 根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率,抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁(5根試樣) 的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

第5組:應(yīng)變速率為0.00030/S；進(jìn)行低碳鋼(5根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率，抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁(5根試樣)的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

第6組:位移速率為1mm/min；進(jìn)行低碳鋼(5根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率，抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁(5根試樣)的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

第7組:位移速率為2mm/min；進(jìn)行低碳鋼(5根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率，抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁(5根試樣)的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

   第8組：位移速率為5mm/min；進(jìn)行低碳鋼（5根試樣)的彈性模量、上下屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率，抗拉強(qiáng)度的測定；硬鋁 (5 根試樣)的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的測定。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

不同應(yīng)變速率和位移速率測定低碳鋼力學(xué)性能的試驗(yàn)結(jié)果見表1，不同應(yīng)變速率和位移速率測定硬鋁力學(xué)性能的試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 不同應(yīng)變速率和位移速率測定低碳鋼力學(xué)性能的試驗(yàn)結(jié)果

圖4 位移速率2mm/min下的硬鋁力-變形曲線

4 結(jié)論

從數(shù)據(jù)上分析，我們看出低碳鋼的上屈服點(diǎn)用應(yīng)變速率控制測定更能反映其真實(shí)情況，因?yàn)閼?yīng)變速率控制的測量數(shù)據(jù)比位移控制速率更為穩(wěn)定，同理，我們可以得出結(jié)論，低碳鋼的下屈服極限和硬鋁的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度的測定更適宜用位移速率控制來進(jìn)行測定。