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在不加引伸计的拉伸试验中,下面的修正方法可近似作为一种获得真应力—真应变曲线的
方法。
修正的关键是要扣除夹头变形对位移的贡献,获得样品变形对位移的贡献。
在拉伸试验中若不加引伸计,可获得的数据是力F 和拉伸机夹头的位移L,夹头位移包括
弹性变形产生的位移L 弹与塑性变形产生的位移L 塑。L 弹包括两个部分,一个是样品的弹
性位移L 样弹,一个是夹具等的弹性位移L 夹弹。在拉伸过程中,夹具横截面积大,只发生弹
性变形,不会发生塑性变形 (即使是高温),否则拉伸试验无法进行,因此L 塑中只包含
样品的塑性变形的贡献,即L 样塑。因此:
L=L 弹+L 塑= (L 夹弹+L 样弹)+L 样塑 (1)
同时,毫无疑问,在拉伸过程的颈缩以前,L 与L 弹将始终保持线性关系,如下图斜直线的
实线部分 (弹性变形阶段)与虚线部分(塑性变形阶段)所示,即:
F=k L 弹 (2)
下面来获得L 样塑:
例如图中A 点,力为F ,总位移为L ,根据(1),(2),可得L 样塑:
1 1
L 样塑= L -L 弹=L-F / k (3)
1 1
若得到了L 样塑,再根据样品的弹性模量 (弹性模量G 可查资料或者测试得到,对于同一种
材料,G 与组织关系不大,主要受温度影响),可得到L 样弹,便可得:
L 样=L 样弹+L 样塑 (4)
L 样 是样品的总变形,除以样品平行段部分得工程应变 ε 。
e
工程应力σ 可用力F 除以样品平行段横截面积得到。工程应变ε 上面已经求得,根据熟
e e
知的转换公式(体积不变原理)
ε =ln(1+ε ),σ σ (1+ε)
t e t= e e
可得真应力与真应变 σ,ε 。
t t
用excel 或者Origin,拟合出直线部分斜率K,便可得试验中采集的所有数据点的σ,
t
ε ,绘制真应力-真应变曲线。根据真应力-真应变曲线还可以进一步求得硬化指数和加工
t
硬化率。
在实际拉伸过程中,所获得的直线的起点一般不在原点,但思路是一样的。
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