4.2 高速拉伸试验数据分析

4.2.1 高速拉伸应力-应变曲线和特征参数确定

材料的工程应力-应变曲线应由试验过程中的原始测量信号计算获得，同时关键参数由应力-应变曲线确定，可参照ISO 26203-2—2011、ISO 6892-1—2019和GB/T 228.1—2021标准中相关术语及定义进行，关键参数主要包括下屈服强度 R _el 、塑性延伸强度 R _p 、抗拉强度 R _m 、最大力处塑性伸长率 A _g 和断裂后的伸长率 A 。值得注意的是，考虑到高速应力-应变曲线存在振荡，特征参数的确定与准静态下光滑的应力-应变曲线的处理方法有些不同，需要对曲线进行多种形式的光滑处理，或者考察更多的参数。

4.2.2 高速拉伸应变速率确定

在进行材料高应变率下的力学性能测试前，需要合理选取作动器的初始速度，以保证试样进行试验时达到所需的应变速率。初始的速度 v ₀ 可以通过公式（4-1）对试验要求的名义应变率 进行估算得到：

式中， L _c 为试样平行段长度。

除了按照式（4-1）计算名义应变速率外，试验时的平均应变速率可以通过断后标距段伸长率 A 和发生断裂所需时间 t _f 按照如下公式进行计算：

不同于名义应变速率，该参数依赖于夹具的配合度或材料的变形能力。同时，该参数和材料在颈缩区的局部应变速率没有关联。

将应变信号对时间微分可获得瞬时应变速率信号 e （ t ），在整个试验中，该参数提供更详实的应变速率变化信息。通过瞬时（或应变相关）应变速率曲线可判断在屈服点处的应变速率是否达到预定的应变速率。

特征应变速率 是用于表示在加工硬化阶段平均应变速率的一个重要的物理参数。通过计算加工硬化阶段（从达到屈服强度或1%应变处开始，到最大力处结束）的平均工程应变速率，可以得到特征应变速率 ，如式（4-3）所示：

式中， M 为对函数 求算数平均； 为工程应变速率，表示特定时刻工程应变对时间的倒数； t _soh 为加工硬化开始时刻； t _Fm 为最大力时刻。

试验报告中的应变速率是指“特征应变速率”，若名义工程应变速率与平均工程应变速率的偏差小于10%，可采用平均工程应变速率作为特征应变速率；若名义工程应变速率与平均工程应变速率的偏差大于10%，则应测定瞬时工程应变速率曲线 ，并讨论。对于可获得几乎恒定的应变速率的认证试验，从加工硬化开始到最大力阶段，要求瞬时应变速率与特征应变速率之间的偏差不超过30%。 pk0GKrL8ddvdLBVxfqwUE4Q5bF5EdvmSDPiFNBzXo2SOEJDWDGrI5YaiylleZ77A