《金屬材料 薄板和薄帶 循環(huán)加載-卸載法測(cè)定楊氏模量衰減》

ICS77.040.10

CCSH22

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSTMXXXXX—202X

金屬材料薄板和薄帶循環(huán)加載-卸載法測(cè)

定楊氏模量衰減

Metallicmaterial—Sheetsandstrips—Cyclicloading-unloadingtestmethodfor

theYoung'smodulusattenuation

（征求意見(jiàn)稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX—202X

金屬材料薄板和薄帶循環(huán)加載-卸載法測(cè)定楊氏模量衰減

警示——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未指出所有可能的安全問(wèn)

題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國(guó)家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。

1范圍

本文件規(guī)定了規(guī)定了金屬薄板材料循環(huán)加載-卸載試驗(yàn)方法的原理、試樣及其尺寸測(cè)量、試驗(yàn)設(shè)備、

試驗(yàn)條件及操作、性能測(cè)定、測(cè)定結(jié)果處理和試驗(yàn)報(bào)告。

本文件適用于金屬薄板的循環(huán)加載-卸載試驗(yàn)及楊氏模量的測(cè)定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法

GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備

GB/T7314—2017金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法

GB/T10623金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語(yǔ)

GB/T12160金屬材料單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)系統(tǒng)的標(biāo)定

GB/T16825.1金屬材料靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)第1部分：拉力和（或）壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)

力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)

GB/T22066靜力單軸試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的評(píng)定

GB/T22315金屬材料彈性模量和泊松比試驗(yàn)方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T228.1和GB/T10623界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

拉伸楊氏模量Young'smodulusintension

在彈性范圍內(nèi)軸向拉應(yīng)力與相應(yīng)應(yīng)變的比值。

3.2

壓縮楊氏模量Young'smodulusincompression

3

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在彈性范圍內(nèi)軸向壓應(yīng)力與相應(yīng)應(yīng)變的比值。

3.3

初始模量initialmodulus

塑性應(yīng)變?yōu)榱銜r(shí)計(jì)算所得的拉伸楊氏模量。

3.4

穩(wěn)定模量stablemodulus

經(jīng)循環(huán)加載-卸載，材料模量趨于穩(wěn)定時(shí)的值。

注：楊氏模量為正應(yīng)力和線性應(yīng)變下的彈性模量特例。

[來(lái)源：GB/T10623-2008，有修改]

3.5

模量衰減指數(shù)modulus'sdecayexponent

表征循環(huán)加載-卸載過(guò)程中材料楊氏模量減小的速率。

3.6

弦線模量chordmodulus

在彈性范圍內(nèi)軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線上任兩規(guī)定點(diǎn)之間弦線的斜率。

3.7

應(yīng)變速率strainrate

用引伸計(jì)的標(biāo)距進(jìn)行測(cè)量時(shí)，單位時(shí)間的應(yīng)變?cè)黾又怠?/p>

3.8

平行長(zhǎng)度應(yīng)變速率估計(jì)值estimatedstrainrateovertheparallellength

根據(jù)橫梁位移速率和試樣平行長(zhǎng)度計(jì)算的試樣平行長(zhǎng)度的應(yīng)變單位時(shí)間內(nèi)的增加值。

3.9

試驗(yàn)速率testspeed

v

在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)夾頭互相接近的速率。

3.10

軋制方向rollingdirection

軋制工藝中板材運(yùn)動(dòng)的方向，與軋輥軸線方向垂直。

3.11

均勻延伸率percentagetotalextensionatmaximumforce

單軸拉伸試驗(yàn)中最大力時(shí)原始標(biāo)距的總延伸與引伸計(jì)標(biāo)距l(xiāng)e之比的百分率。

4符號(hào)及說(shuō)明

4

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本文件使用的符號(hào)及相應(yīng)的說(shuō)明見(jiàn)表1。

表1符號(hào)及說(shuō)明

符號(hào)單位說(shuō)明

試樣

RD—先進(jìn)高強(qiáng)鋼板料的軋制方向

DD—與軋制方向呈45°的方向

TD—與軋制方向呈90°的方向

t0mm測(cè)得試樣的初始厚度

b0mm測(cè)得試樣的初始寬度

2

S0mm計(jì)算得試樣初始橫截面積

l0mm規(guī)定的標(biāo)距

lcmm試樣平行長(zhǎng)度

mm試樣軸向變形變化量

Lmm試樣總長(zhǎng)度

k—比例系數(shù)（見(jiàn)表6.1）

試驗(yàn)

FkN加載于試樣的軸向力，即拉伸試驗(yàn)機(jī)橫梁載荷

vmm/s試驗(yàn)速率

S-1平行長(zhǎng)度估計(jì)的應(yīng)變速率

lemm引伸計(jì)標(biāo)距

N—循環(huán)加載-卸載次數(shù)

n—重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)

FckN夾緊力

試驗(yàn)結(jié)果

SMPa工程應(yīng)力

真實(shí)應(yīng)力

%工程應(yīng)變

%真實(shí)應(yīng)變

E楊氏模量

弦線模量

%塑性應(yīng)變

%循環(huán)試驗(yàn)中卸載點(diǎn)的塑性應(yīng)變

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MPa循環(huán)試驗(yàn)中卸載點(diǎn)的應(yīng)力

初始模量

穩(wěn)定模量

—模量衰減指數(shù)

%均勻延伸率

r—各向異性系數(shù)，寬度方向和厚度方向塑性應(yīng)變的比值

注1：，。

注2：應(yīng)力-延伸率曲線的彈性部分的斜率值并不一定代表彈性模量。在最佳條件下（高分辨率，雙側(cè)平均引伸計(jì)，

試樣的同軸度很好等），彈性部分的斜率值與彈性模量值非常接近

5原理

試驗(yàn)系用拉力拉伸試樣，以單向拉伸為基礎(chǔ)，增加不同應(yīng)變點(diǎn)下的卸載-再加載循環(huán)過(guò)程，從而測(cè)

定第3節(jié)中定義的一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能。

應(yīng)變采用適合試樣尺寸的引伸計(jì)測(cè)量，精度滿足第6章要求，應(yīng)變率滿足第8節(jié)要求。在待

測(cè)試的板材上分別沿RD、DD、TD三個(gè)方向制備試樣進(jìn)行試驗(yàn)，每種方向重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)n≥3，且至少獲得

3次重合性較好的實(shí)驗(yàn)曲線，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。每隔一定變化量在工程應(yīng)變處將力卸載到零

（或接近零），然后進(jìn)行反復(fù)加載-卸載過(guò)程，直至試樣拉斷，如圖1所示。

圖1加載示意圖

除另有規(guī)定以外，試驗(yàn)一般在室溫10℃-35℃范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)溫度要求較為嚴(yán)格的材料，試驗(yàn)溫度

應(yīng)在23℃±5℃范圍內(nèi)。

6儀器和設(shè)備

6.1本試驗(yàn)使用的設(shè)備包括：拉伸試驗(yàn)機(jī)、引伸計(jì)、其他輔助裝置等。

6.2試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力系統(tǒng)應(yīng)按照GB/T16825.1進(jìn)行校準(zhǔn)，并且其準(zhǔn)確度應(yīng)為1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)。

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6.3計(jì)算機(jī)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)應(yīng)滿足GB/T22066。計(jì)算機(jī)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)應(yīng)按生產(chǎn)公司要求定期進(jìn)行維護(hù)

和校準(zhǔn)，重點(diǎn)關(guān)注同軸度、穩(wěn)定性、剛性位移等可能影響本規(guī)范試驗(yàn)結(jié)果的因素。

6.4引伸計(jì)的準(zhǔn)確度級(jí)別應(yīng)符合GB/T12160的要求。測(cè)定屈服強(qiáng)度、屈服點(diǎn)延伸率等的試驗(yàn)，應(yīng)使用不

劣于1級(jí)準(zhǔn)確度的引伸計(jì);測(cè)定其他具有較大延伸率的性能，例如最大力延伸率和最大力塑性延伸率，應(yīng)

使用不劣于2級(jí)準(zhǔn)確度的引伸計(jì)。

6.5引伸計(jì)的標(biāo)定周期建議為12個(gè)月，除非特殊要求，標(biāo)定周期最長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)18個(gè)月，標(biāo)定溫度18℃

~28℃。在每次修理或調(diào)整影響可能影響測(cè)量準(zhǔn)確度的元器件后都應(yīng)對(duì)引伸計(jì)進(jìn)行重新標(biāo)定。

6.5其他輔助裝置，例如力導(dǎo)向裝置、調(diào)平墊塊和約束裝置等的要求，應(yīng)符合GB/T7314-2017中7.2~7.4

的規(guī)定。

7試樣

7.1試樣形狀

試樣的形狀取決于被試驗(yàn)的金屬產(chǎn)品的形狀與尺寸。對(duì)于鋼板或鋁板，其試樣一般取自厚度

0.1mm~3mm的薄板。參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T228.1相關(guān)要求，對(duì)試樣形狀應(yīng)符合如下規(guī)定：試樣夾持端應(yīng)比其

平行長(zhǎng)度部分寬。夾持端與平行長(zhǎng)度之間應(yīng)有半徑r*至少為20mm的過(guò)渡圓弧相連接。頭部寬度應(yīng)大

于1.2b0（b0為原始寬度）。

7.2試樣尺寸

7.2.1比例試樣尺寸見(jiàn)表2。平行長(zhǎng)度不應(yīng)小于l0+b0/2,有爭(zhēng)議時(shí)，平行長(zhǎng)度應(yīng)為l0+2b0，除非材料尺寸

不足夠。

表2比例試樣尺寸單位為毫米

k=5.65k=11.3

a

b0r

l0lcl0lc

10

12.5

15

20

a優(yōu)先采用比例系數(shù)k=5.65的比例試樣

7.2.2當(dāng)對(duì)每支試樣測(cè)量尺寸時(shí)，應(yīng)滿足表3給出的尺寸公差和形狀公差要求。

表3試樣寬度公差單位為毫米

試樣的名義寬度尺寸公差a形狀公差b

12.5±0.050.06

20±0.100.12

25±0.100.12

a如果試樣寬度公差滿足要求,原始橫截面積可用名義值而不必通過(guò)實(shí)際測(cè)量再計(jì)算。

b

形狀公差為試樣整個(gè)平行長(zhǎng)度l0范圍，寬度測(cè)量值的最大最小之差。

7.2.3試樣尺寸可根據(jù)實(shí)際需求按上述規(guī)范進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于高強(qiáng)度鋼板的研究性實(shí)驗(yàn)，本文件規(guī)定了優(yōu)

選的試樣尺寸如圖2所示，對(duì)采用不同試樣尺寸的試驗(yàn)結(jié)果是不可比較的。

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單位為毫米

圖2推薦的試樣尺寸

7.3試樣制備

7.3.1制備試樣應(yīng)不影響其力學(xué)性能，應(yīng)通過(guò)機(jī)加工方法去除由于剪切或沖切而產(chǎn)生的加工硬化部分材

料。這些試樣優(yōu)先從板材或帶材上制備。如果可能，應(yīng)保留原軋制面。

注：通過(guò)沖切制備的試樣，在材料性能方面會(huì)產(chǎn)生明顯變化。尤其是屈服強(qiáng)度或規(guī)定延伸強(qiáng)度，會(huì)由于加工硬化而

發(fā)生明顯變化。對(duì)于呈現(xiàn)明顯加工硬化的材料，通常通過(guò)銑削和磨削等手段加工。

7.3.2除非另有規(guī)定，試樣的軸線應(yīng)在原始材料內(nèi)按如下方法定位：對(duì)于厚度或平面間距離小于或等于

40mm的產(chǎn)品，在中心位置取樣；對(duì)于厚度、直徑或平面間距離為40mm的產(chǎn)品，在中心至表面的中間

位置取樣。

7.3.3推薦采用線切割方式制備試樣。對(duì)于薄的材料，建議將其切割成等寬度薄片并疊成一疊，薄片之

間用油紙隔開(kāi)，每疊兩側(cè)夾以較厚薄片，然后將整疊進(jìn)行機(jī)加工。

7.3.4機(jī)加工試樣的尺寸公差和形狀公差應(yīng)符合表3的要求。例如對(duì)于名義寬度12.5mm的試樣，尺寸

公差為±0.05mm，表示試樣的實(shí)測(cè)寬度b0應(yīng)在12.45mm～12.55mm之間。

7.3.5對(duì)于鋼板，試樣制備后應(yīng)做好試樣的保存工作，宜放置于10℃-35℃環(huán)境，并注意防銹。試樣應(yīng)盡

量避免層疊放置，必要時(shí)可在每層試樣之間用油紙隔開(kāi)。

8試驗(yàn)步驟

8.1原始橫截面積的測(cè)定

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣的寬度，精確至0.01mm；使用螺旋測(cè)微器測(cè)量試樣的厚度，精確至0.001mm。

宜在試樣平行長(zhǎng)度中心區(qū)域以足夠的點(diǎn)數(shù)測(cè)量試樣的初始厚度t0和初始寬度b0。原始橫截面積S0是平

均橫截面積，應(yīng)根據(jù)測(cè)量的尺寸由公式計(jì)算并求算術(shù)平均值。

8.2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建

8.2.1設(shè)定試驗(yàn)力零點(diǎn)

對(duì)于大多數(shù)試驗(yàn)機(jī)和試樣，由于間隙、試樣弧度和原始夾頭對(duì)中等原因，當(dāng)對(duì)試樣施加很小的試驗(yàn)

力時(shí)會(huì)對(duì)引伸計(jì)的輸出量產(chǎn)生較大的偏差。在試驗(yàn)裝置安裝完成后，試樣兩端被夾持之前，應(yīng)設(shè)定力測(cè)

量系統(tǒng)的零點(diǎn)。一旦設(shè)定了力值零點(diǎn)，在試驗(yàn)期間力測(cè)量系統(tǒng)不能再發(fā)生變化。

注：上述方法一方面是為了確保夾持系統(tǒng)的重量在測(cè)力時(shí)得到補(bǔ)償，另一方面是為了保證夾持過(guò)程中產(chǎn)生的力不影

響力值的測(cè)量。

8.2.2試樣的夾持

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8.2.2.1將試樣與試驗(yàn)機(jī)軸線對(duì)中夾持，應(yīng)使用例如楔形夾頭、螺紋夾頭、平推夾頭、套環(huán)夾具等合適

的夾具夾持試樣。應(yīng)盡量減小彎曲。

8.2.2.2試樣夾持端的寬度范圍應(yīng)全部包含在夾持力作用范圍內(nèi)，同時(shí)夾持長(zhǎng)度應(yīng)不少于2b0。試樣夾

緊力的選擇應(yīng)根據(jù)試樣厚度和試樣材料強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。推薦的夾緊力：

a)厚度t≤1mm時(shí)，夾緊力Fc≥材料抗拉強(qiáng)度的60%；

b)厚度1mm＜t≤1.5mm時(shí)，夾緊力Fc≥材料抗拉強(qiáng)度的70%；

c)對(duì)于較厚的試樣再適當(dāng)增加;

8.2.2.3如有必要，為了得到直的試樣和確保試樣與夾頭對(duì)中，可以施加不超過(guò)規(guī)定強(qiáng)度或預(yù)期屈服強(qiáng)

度5%相應(yīng)的預(yù)拉力。宜對(duì)預(yù)拉力的延伸影響進(jìn)行修正。

8.2.3應(yīng)變速率控制

8.2.3.1對(duì)于本文件設(shè)計(jì)的循環(huán)加載-卸載試驗(yàn)，應(yīng)變速率應(yīng)符合GB/T228.1的規(guī)定，并推薦取下限。

速度應(yīng)盡可能保持恒定。

8.2.3.2本文件推薦由試樣的平行長(zhǎng)度lc對(duì)應(yīng)變速率進(jìn)行估算，見(jiàn)公式（1），并通過(guò)調(diào)整拉

伸試驗(yàn)機(jī)橫梁的位移速率來(lái)調(diào)整應(yīng)變速率。

（1）

式中：（1）應(yīng)變速率推薦值為0.1s?1至0.0001s?1。

注：為了避免發(fā)生絕熱膨脹或絕熱收縮的影響，并能夠準(zhǔn)確測(cè)定軸向力和相應(yīng)的變形，試驗(yàn)速度不

應(yīng)過(guò)高，但為了避免蠕變影響，速度不應(yīng)太低。

8.2.4引伸計(jì)的使用

8.2.4.1測(cè)量試樣軸向變形時(shí)，可使用單個(gè)引伸計(jì)測(cè)量試樣平均變形，或在試樣兩側(cè)分別固定一個(gè)軸向

引伸計(jì)。

8.2.4.2應(yīng)保證引伸計(jì)測(cè)量基準(zhǔn)線與試樣中心線平行，且盡可能位于試樣平行段中部。

8.2.4.3應(yīng)保證引伸計(jì)與試樣裝夾相對(duì)穩(wěn)定，若試樣拉伸過(guò)程中引伸計(jì)脫落，應(yīng)終止試驗(yàn)并調(diào)整引伸計(jì)

安裝夾緊力。

注：測(cè)量模量的準(zhǔn)確度取決于測(cè)量應(yīng)變的精度。增加標(biāo)距長(zhǎng)度可以提高測(cè)量應(yīng)變的精度，但前提是

必須保證加工試樣平行段的公差要求。

8.2.5其他要求

8.2.5.1試驗(yàn)機(jī)夾持裝置應(yīng)能使試樣承受軸向力，在初軸向力與終軸向力之間，在各個(gè)方向上在試樣相

對(duì)兩側(cè)測(cè)定的應(yīng)變變化量與其平均值之差的最大值（即最大彎曲應(yīng)變)不超過(guò)平均值的3%。

8.2.5.2隨后將與單拉機(jī)信號(hào)通道連接好的引伸計(jì)裝夾在試件測(cè)量段中部，接著編輯好PC端的控制程

序，至此完成試驗(yàn)平臺(tái)的搭建。

8.3加卸載試驗(yàn)

8.3.1加卸載試驗(yàn)以標(biāo)準(zhǔn)單向拉伸試驗(yàn)為基礎(chǔ)，首先對(duì)試件進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)拉伸，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的工程應(yīng)變時(shí)

將力卸載到零，然后增加不同應(yīng)變下的卸載后重新加載，依次反復(fù)直至試樣斷裂。

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8.3.2加卸載試驗(yàn)過(guò)程要求在小于2%應(yīng)變下有至少3個(gè)卸載點(diǎn)，在2%至均勻延伸率Ap階段有至少3

個(gè)點(diǎn)。

本文件建議的實(shí)驗(yàn)流程設(shè)置如下：

a)首先加載至工程應(yīng)變0.5%，然后卸載至應(yīng)力為0；

b)再次加載至工程應(yīng)變1%，然后卸載至應(yīng)力為0；

c)再次加載至工程應(yīng)變1.5%，然后卸載至應(yīng)力為0；

d)再次加載至工程應(yīng)變2%，然后卸載至應(yīng)力為0；

e)再次加載至工程應(yīng)變2.5%，然后卸載至應(yīng)力為0；

f)再次加載至工程應(yīng)變3%，然后卸載至應(yīng)力為0；

g)按照1%的間隔，加載并卸載，直到接近均勻延伸率Ap結(jié)束。

9試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

9.1總則

通過(guò)拉伸機(jī)的軸向拉力除以試件原始截面積即可計(jì)算得到工程應(yīng)力，同時(shí)通過(guò)引伸計(jì)測(cè)量得到試件中心

處的工程應(yīng)變。然后通過(guò)工程應(yīng)力-應(yīng)變和真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變的公式計(jì)算出試件加卸載過(guò)程中的真實(shí)應(yīng)力、

真實(shí)應(yīng)變。參考相關(guān)文獻(xiàn)計(jì)算每段卸載曲線的平均楊氏模量，最后擬合獲得每段卸載曲線平均楊氏模量

和卸載點(diǎn)塑形應(yīng)變的關(guān)系，并得到關(guān)系方程。

9.2應(yīng)力應(yīng)變曲線的獲取

9.2.1工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線

9.2.1.1工程應(yīng)力是按照原始橫截面面積計(jì)算的軸向應(yīng)力，其值為試驗(yàn)期間任一時(shí)刻的力除以試樣原始

橫截面積的商，見(jiàn)公式（2）：

（2）

9.2.1.2引伸計(jì)測(cè)得試樣軸向變形變化量除以引伸計(jì)標(biāo)距l(xiāng)e得到工程應(yīng)變，見(jiàn)公式（3）:

（3）

9.2.1.3對(duì)于比例試樣，如果原始標(biāo)距計(jì)算值與其標(biāo)記值之差小于10%l0，可將原始標(biāo)距計(jì)算值按GB/T

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8170修約至最接近5mm的倍數(shù)。

9.2.1.4當(dāng)斷裂發(fā)生在原始標(biāo)距以內(nèi)時(shí)，采用引伸計(jì)提取與試樣中心垂直距離為的兩點(diǎn)間試樣

的延伸率，如圖3所示。

圖3引伸計(jì)測(cè)量方法

9.2.1.5當(dāng)斷裂發(fā)生在原始標(biāo)距以外時(shí)，獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)效，重新進(jìn)行試驗(yàn)。

9.2.1.6將取得的數(shù)據(jù)逐點(diǎn)描跡，即可畫(huà)出工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線，見(jiàn)圖4。

圖4加載-卸載工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線

9.2.2真實(shí)應(yīng)力-真實(shí)應(yīng)變曲線

9.2.2.1真實(shí)應(yīng)變與工程應(yīng)變之間有下述換算關(guān)系，見(jiàn)公式（4）：

…………………（4）

9.2.2.2真實(shí)應(yīng)力與工程應(yīng)力之間有下述換算關(guān)系，見(jiàn)公式（5）：

………（5）

9.2.2.3將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)逐點(diǎn)描跡，即可畫(huà)出真實(shí)應(yīng)力-真實(shí)應(yīng)變曲線如圖5所示。

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圖5加載-卸載真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線

9.3衰減楊氏模量測(cè)定

9.3.1為了研究卸載楊氏模量，定義弦線模量為在某個(gè)應(yīng)力范圍內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率，如圖6中

紅線所示。工程應(yīng)用中，可以采用本規(guī)范提供的應(yīng)力范圍來(lái)計(jì)算其中一段卸載曲

線的弦線模量，為卸載點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)力。計(jì)算完每段卸載曲線的弦線模量后，通過(guò)數(shù)學(xué)擬合可以獲得卸

載階段弦線模量和對(duì)應(yīng)卸載點(diǎn)塑形應(yīng)變的數(shù)學(xué)關(guān)系。

圖6卸載曲線計(jì)算弦線模量的應(yīng)力范圍

9.3.2推薦采用楊氏模量指數(shù)衰減方程式(6)對(duì)弦線模量隨卸載點(diǎn)塑性應(yīng)變變化的散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合[1]，

進(jìn)而得到材料三個(gè)方向的楊氏模量衰減參數(shù)：初始模量、穩(wěn)定模量及衰減指數(shù)。

（6）

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其中初始模量表示塑性應(yīng)變時(shí)材料的楊氏模量，即材料未變形時(shí)的彈性模量；楊氏模量衰減速

度隨著塑性應(yīng)變的增大而減小，當(dāng)塑性應(yīng)變?cè)龃蟮揭欢ㄖ禃r(shí)，彈性模量趨于穩(wěn)定，趨于

穩(wěn)定的彈性模量稱為穩(wěn)定模量，記作；衰減指數(shù)反映了模量的衰減速度，衰減指數(shù)

越大，模量衰減得越快。

9.3.3工程中常用數(shù)據(jù)處理軟件擬合弦線模量和塑性應(yīng)變的關(guān)系，并計(jì)算出衰減方程的參數(shù)，進(jìn)而用于

回彈仿真的參數(shù)設(shè)置中。

9.4試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的修約

9.4.1計(jì)算所得的楊氏模量和弦線模量取3位有效數(shù)字。

9.4.2試驗(yàn)測(cè)定的其他性能結(jié)果數(shù)值應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行修約。如未規(guī)定具體要求，應(yīng)按照

如下要求進(jìn)行修約：

——強(qiáng)度性能值修約值1MPa；

——卸載點(diǎn)延伸率修約值0.5%。

10測(cè)量不確定度

10.1總則

測(cè)量不確定度分析對(duì)于辨識(shí)測(cè)量結(jié)果不一致性的主要來(lái)源是很有用的?；诒疽?guī)范得到的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

和材料性能的數(shù)據(jù)庫(kù)以及較早版本的規(guī)范對(duì)測(cè)量不確定度都有內(nèi)在的貢獻(xiàn)。因此根據(jù)測(cè)量不確定度進(jìn)行

調(diào)整是不恰當(dāng)?shù)?，為了順從失效產(chǎn)品而冒險(xiǎn)也是不恰當(dāng)?shù)摹Ｕ驗(yàn)榇?，按照一下步驟推到出來(lái)的不確定

度的估計(jì)值也僅僅是個(gè)參考值，除非客戶特別指明。

10.2試驗(yàn)要求

本規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)條件和極限不應(yīng)考慮測(cè)量不確定度而進(jìn)行調(diào)整，除非客戶特別指明。

10.3試驗(yàn)結(jié)果

10.3.1估計(jì)的測(cè)量不確定度不應(yīng)與測(cè)量結(jié)果組合起來(lái)評(píng)判是否滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，除非客戶特別指明。

10.3.2如果試樣符合要求，試驗(yàn)全過(guò)程均符合本規(guī)范的規(guī)定，則測(cè)得的模量的精度在1%量級(jí)。有關(guān)不

確定度參見(jiàn)附錄B。還有利用準(zhǔn)拉伸標(biāo)樣來(lái)評(píng)定不確定度的，參見(jiàn)文獻(xiàn)[2]。

11試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a）本文件編號(hào)；

b）識(shí)別樣品、實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)日期所需的全部資料；

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c）結(jié)果及其表示；

d）注明試驗(yàn)條件信息；

e）測(cè)定中發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象；

f）對(duì)結(jié)果可能已產(chǎn)生影響的本文件中未作規(guī)定的各種操作或任選的操作。

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附錄A

（資料性）

考慮設(shè)備剛度（或柔度）的應(yīng)變速率修正

A.1公式（A.1）沒(méi)有考慮試驗(yàn)裝置(機(jī)架、力傳感器、夾具等）的彈性變形。這意味著應(yīng)將變形分為試

驗(yàn)裝置的彈性變形和試樣的彈性變形。橫梁位移速率只有一部分轉(zhuǎn)移到了試樣上。試樣上產(chǎn)生的應(yīng)變速

率由式(A.1)給定：

(A.1)

式中：

—試樣上產(chǎn)生的應(yīng)變速率，單位為每秒(s-1)；

—試驗(yàn)速率，即橫梁位移速率，單位為毫米每秒(mm/s)；

—給定時(shí)刻應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率，單位為兆帕(MPa)；

—原始橫截面積，單位為平方毫米(mm2);

—試驗(yàn)裝置的剛度，mm?N-1(在試驗(yàn)裝置的剛度不是線性的情況下，比如楔形夾頭，應(yīng)取

相關(guān)參數(shù)點(diǎn)附近的剛度值)；

—試樣的平行長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)。

注：從應(yīng)力-應(yīng)變曲線彈性段獲得的和不能用。

A.2試樣上產(chǎn)生應(yīng)變速率所需地的橫梁位移速率可以由公式（A.2）計(jì)算得到，單位為毫米每秒

(mm/s)：

(A.2)

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附錄B

（資料性）

測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定

B.1重復(fù)試驗(yàn)A類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)