在應(yīng)變速率0.001/s至1000/s區(qū)間內(nèi)，要獲得不同數(shù)量級(jí)下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，需要不同的測(cè)試設(shè)備，即準(zhǔn)靜態(tài)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)和高速拉伸試驗(yàn)機(jī)。準(zhǔn)靜態(tài)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)可滿(mǎn)足應(yīng)變速率0.001/s至10/s（準(zhǔn)靜態(tài)拉伸應(yīng)變速率）下的測(cè)試，高速拉伸試驗(yàn)機(jī)可滿(mǎn)足應(yīng)變速率10/s至1000/s（高速拉伸應(yīng)變速率）下的測(cè)試。

所以，“如何獲得應(yīng)變速率0.001/s 至1000/s區(qū)間的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)”這一問(wèn)題，可轉(zhuǎn)化成“如何將兩套工作原理不同的測(cè)試設(shè)備測(cè)得的結(jié)果完美且可靠地整合在一起”。回答此問(wèn)題，需要從以下四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（一）試樣設(shè)計(jì)

試樣幾何尺寸不一樣，尤其是試樣的平行部長(zhǎng)寬不一樣，即使是同一臺(tái)測(cè)試設(shè)備，獲得的測(cè)試結(jié)果也會(huì)不一樣。因此在不同的測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行測(cè)試，試樣的平行部長(zhǎng)寬必須一致。

我們知道高速拉伸試驗(yàn)機(jī)具有其倔強(qiáng)性（局限性），所以試樣的設(shè)計(jì)只能以高速拉伸試樣為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試樣，讓準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)的試樣遷就高速拉伸試驗(yàn)機(jī)的試樣，沒(méi)有其他選擇。準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試樣的平行部長(zhǎng)寬與高速拉伸試樣的平行部長(zhǎng)寬一致，只是試樣個(gè)子（總長(zhǎng)）高些。

（二）應(yīng)變測(cè)量

在常規(guī)拉伸試驗(yàn)中，應(yīng)變測(cè)量設(shè)備一般有機(jī)械接觸式引伸計(jì)、激光引伸計(jì)、光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)等。既能用于準(zhǔn)靜態(tài)拉伸測(cè)試又能用于高速拉伸測(cè)試，當(dāng)屬激光引伸計(jì)和光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)。論測(cè)量信息的豐富度，似乎光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)又要?jiǎng)僖换I。為了獲得應(yīng)變速率0.001/s 至1000/s區(qū)間可靠的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的一方-應(yīng)變,暫且選用光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)作為應(yīng)變的測(cè)量設(shè)備。

如果沒(méi)有以上所提的應(yīng)變測(cè)量設(shè)備，可以考慮嘗試大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。曾用滿(mǎn)量程10%應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)測(cè)出15.5%的應(yīng)變，也是奇特之事。由于后來(lái)用光學(xué)應(yīng)變系統(tǒng)，沒(méi)再進(jìn)行大應(yīng)變計(jì)的實(shí)驗(yàn)，也沒(méi)對(duì)此結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，也是遺憾。

如果手頭上什么應(yīng)變測(cè)量設(shè)備也沒(méi)有，也不能用衡量位移計(jì)算應(yīng)變。

為什么準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試樣總長(zhǎng)要比高速拉伸試樣總長(zhǎng)要長(zhǎng)？這與準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾持系統(tǒng)有關(guān)。相對(duì)于高速拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾持系統(tǒng)，準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾持系統(tǒng)要龐大些，小小試樣被夾在里面，要是試樣個(gè)子不高些，光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)看不見(jiàn)。

（三）力值校準(zhǔn)

為了獲得應(yīng)變速率0.001/s -1000/s之間每個(gè)應(yīng)變速率的測(cè)試，需要不同的力值測(cè)量設(shè)備。準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)機(jī)和高速拉伸試驗(yàn)機(jī)工作原理不同，要將此兩套測(cè)力設(shè)備的測(cè)試結(jié)果有機(jī)的整合，需要對(duì)其測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

驗(yàn)證方法是測(cè)試試樣規(guī)格相同（試樣平行部長(zhǎng)寬一致，夾持端長(zhǎng)度不同），測(cè)試速率相同，測(cè)試材料相同（同一張板料上取樣），應(yīng)變測(cè)量設(shè)備相同，就是測(cè)力設(shè)備不同。試驗(yàn)后，對(duì)標(biāo)兩套力值測(cè)量設(shè)備所獲得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的一致性。

如何獲得應(yīng)變速率0.001/s 至1000/s區(qū)間的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的第四個(gè)設(shè)計(jì)-同步出發(fā)與同步采集，明天繼續(xù)。

(四）數(shù)據(jù)同步采集

光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)負(fù)責(zé)應(yīng)變的測(cè)量，準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)機(jī)或者高速拉伸試驗(yàn)機(jī)負(fù)責(zé)應(yīng)力的測(cè)量，將應(yīng)變和應(yīng)力合在一起，需要解決應(yīng)變和應(yīng)力同步采集的問(wèn)題。

對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)，光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)與準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)機(jī)相互配合，做到數(shù)據(jù)同步采集不難。由于拉伸速度較慢，即使兩者采集開(kāi)始時(shí)間相差幾微秒，在最后的結(jié)果-應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)上，也很難看出區(qū)別。但對(duì)于高速拉伸試驗(yàn)，如果光學(xué)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)與高速拉伸試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)采集開(kāi)始時(shí)間相差幾微秒，結(jié)果則會(huì)被改寫(xiě)。

應(yīng)變和應(yīng)力數(shù)據(jù)同步采集

應(yīng)變采集相對(duì)于應(yīng)力采集提前0.000024s

那么如何做到數(shù)據(jù)同步采集，不同的設(shè)備，處理細(xì)節(jié)不一樣。在此需要提到同步觸發(fā)的概念，設(shè)備采集數(shù)據(jù)，需要獲得一個(gè)觸發(fā)指令，才開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，找到觸發(fā)信號(hào)，也就掌握了數(shù)據(jù)同步采集了。

至此，關(guān)于“如何獲得應(yīng)變速率0.001/s 至1000/s區(qū)間的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)”已經(jīng)分享完了，從試樣設(shè)計(jì)、應(yīng)變測(cè)量、力值校準(zhǔn)、同步采集等四個(gè)方面，開(kāi)啟一場(chǎng)高速拉伸測(cè)試之旅吧。