在线看国产精品黄v_国产精品粉嫩无码毛片_午夜好爽好舒服免费视频_国产成人69免费hd

目前汽車在我國的產(chǎn)銷量逐年增長，伴隨市場競爭的加劇，車型投放得越來越多，與此同時車輛開發(fā)的速度也要求越來越快。在前期車輛研發(fā)過程中，計算機輔助分析(CAE)越來越重要，準確的材料基礎數(shù)據(jù)也成為各個研發(fā)單位的迫切需求。 

目前靜態(tài)測試從試驗設備到試驗規(guī)范都比較完善和成熟，試驗室間的比對試驗結(jié)果差異很小。但高速拉伸試驗無論從試驗設備還是試驗標準方面，都還有相當大的改善空間，試驗室間的比對試驗結(jié)果也不理想。

造成這種差異的原因主要有以下幾點：

• 其一為試驗設備沒有規(guī)范，目前的試驗設備從軟件到硬件，從夾具到傳感器等都沒有統(tǒng)一的標準；

• 其二沒有詳盡的試驗規(guī)范可以參考，試驗室間也還沒有依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范進行充分的對比測試；

• 其三為試驗數(shù)據(jù)的處理，由于動態(tài)測試的特殊性，導致了得到的材料曲線具有別于靜態(tài)曲線的特征，例如最為明顯的震蕩特征。 

金屬材料在不同應變速率下，力學性能表現(xiàn)不同，因此統(tǒng)一的高速拉伸測試就顯得尤為重要。本文將就以上幾方面，結(jié)合日常試驗實際情況進行詳盡的介紹。

試驗設備

高速拉伸試驗機的廠家國內(nèi)目前還沒有，僅有少數(shù)幾家研發(fā)單位自主開發(fā)了桿式或其他類型的高速拉伸試驗系統(tǒng)，其應用范圍也僅限于內(nèi)部。國外大的試驗設備供應商有提供此類設備，例如:英斯特朗，茲韋克等。

1、試驗速度加載

金屬材料的高速拉伸試驗機與靜態(tài)試驗機的不同之處有兩點:其一此類高速拉伸不能采用應變或應力控制，只能采用位移控制;其二高速拉伸試驗機一般在1m·s－1以內(nèi)是閉環(huán)控制，大于1m·s－1的時候只能是開環(huán)控制，所以在試樣夾緊的瞬間，速度會下降，導致其拉伸速度的控制精度遠沒有靜態(tài)試驗機的那么高。 

為了解決這一問題，設備供應商在控制軟件方面增加了迭代計算功能，在首次試驗之后，軟件會識別液壓系統(tǒng)的驅(qū)動信號與速度目標值之間的差距，然后進行驅(qū)動信號的分段修正，下次試驗過程中使用新的驅(qū)動信號，如此反復迭代計算直至達到滿意的精度為止，如圖1所示。 

具體的迭代算法為不同供應商的軟件機密，但原理基本都是一樣，依據(jù)速度的降低時間及幅度判斷驅(qū)動信號的補償時間及幅度。所以如果使用迭代的方法，加載在試樣上的速度控制精度就會隨著試驗次數(shù)的提高而增加，與此同時帶來了試驗次數(shù)的增加及試驗重復性的問題。 

除了迭代的方法外，還可以考慮預先輸入材料參數(shù)的方法，在初期就進行驅(qū)動信號的優(yōu)化，這樣可以減少試驗次數(shù)，并且能夠快速地達到優(yōu)化的效果。 

圖1 迭代計算示意圖

2、試驗夾具及所需試樣尺寸

由于試驗速度快，所以在試驗時需要加載裝置先空載達到預設的速度，因而高應變測試的試樣長度往往都是大于靜態(tài)測試的。對于不能取很長試樣的零件，可以采用延長桿的方式對試樣進行人為的加長。同時，不同的加載方式，導致了試樣的形狀也各有差異，如圖2所示。

圖2 不同類型的試樣夾具示意圖

3、位移傳感器

目前高速拉伸試驗機配備的傳感器均為線性可變差動變壓器(LVDT)傳感器，并據(jù)此進行速度的控制。在獲取位移曲線之后，可以根據(jù)曲線的時間范圍判斷拉伸時的平均速度，如圖3所示。 

圖3 橫梁速度曲線

依據(jù)位移數(shù)據(jù)可以得到整個夾具間距離的應變，但并不是試樣平行段的應變。所以位移傳感器的主要用途在于判斷試樣變形階段的試驗速度是否滿足設定要求。不同廠家的高速拉伸試驗機拉伸速度的精度也各不相同，且精度的范圍目前標準中并沒有明確規(guī)定。

4、力值傳感器

高速拉伸試驗機使用的均為壓電式傳感器，不便之處在于需要進行不同力值范圍的標定。然而，盡管采用了高響應的力值傳感器，在高應變的情況下，力值信號震蕩仍然會逐漸加劇。試驗者往往采用貼應變片的方法來消除這一現(xiàn)象，如圖4所示，這樣做可以大幅度地減小震蕩。 

圖4 平板試樣貼應變片的示意圖 

但這樣每進行一個試驗就要使用兩片應變片，而較為經(jīng)濟的做法是貼在固定端的夾具上，越靠近試樣越好。對于不方便貼應變片的圓柱試樣也可以采用這樣的處理方法。

5、應變測量設備及附件

由于位移的精度及測量的區(qū)間問題，位移數(shù)據(jù)不能用作應變數(shù)據(jù)，同時由于高應變的要求導致了傳統(tǒng)的機械式引伸計已經(jīng)不能滿足要求，因此有的設備供應商開發(fā)了多普勒激光引伸計等非接觸類設備。 

另外，隨著數(shù)字圖像相關(DIC)技術(shù)的發(fā)展，光學測量類設備逐漸應用到高速應變測試上。有的DIC軟件供應商已經(jīng)開發(fā)出了一體化的軟件，直接在軟件系統(tǒng)里計算應力和應變，除此之外，該類軟件還可以具有無接觸、隨意定義標距、輸出云圖、隨時處理等傳統(tǒng)引伸計不能提供的功能，如圖5所示。 

圖5 DIC技術(shù)應用示例

但對環(huán)境溫度有要求的試驗，該類設備由于需要透過玻璃拍攝照片，會存在像素畸變等問題。

6、軟件

對于高速拉伸試驗機的軟件，一般分為三部分:其一為控制軟件，主要用來控制設備的運行；其二為校準軟件，用來對輸出試驗文件進行校準，例如壓電式傳感器的分段標定文件，速度的標定文件等；其三為處理軟件，主要用來處理試驗結(jié)果。 

對于控制軟件，主要是試驗速度的控制，由于各個廠家采用的迭代算法不同，導致了速度控制上的差異;對于處理軟件，目前僅停留在濾波處理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，輸出等基本功能上，對于力學曲線最為重要的屈服強度、抗拉強度、延伸率等特征參數(shù)的計算機識別，該類軟件都沒有實現(xiàn)這些功能。這是由于高速拉伸應變曲線形狀有震蕩，需要額外的曲線優(yōu)化導致的。對于這一部分，可以先優(yōu)化曲線的形狀，再進一步得到曲線的特征參數(shù)。 

和DIC技術(shù)相關的軟件是圖像處理軟件，目前該類軟件已經(jīng)具備了計算靜態(tài)和高速拉伸的能力。但無論哪種軟件都存在原始數(shù)據(jù)的丟失和不同處理方法得到的結(jié)果不相同的問題，甚至會有較大差異，如圖6所示。 

圖6 不同算法得到的擬合結(jié)果

選自：《理化檢驗—物理分冊》 Vol.54 2018.9