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通常隨著標距的增加，高速拉伸試驗機的設定位移速度也成比例增加，為了避免由于位移速度增加導致應力波在試樣-夾具剛性連接處反射/透射而引起曲線振蕩，所測試樣螺紋末端與夾具螺紋末端均保留 2 mm 間隙，試驗應變速率取 100 s?1。高速拉伸試驗采用的應力測試方法通常有兩種，即設備自帶的壓電式力傳感器和在夾具或試樣上貼的應變片。

圖3為材料的應變變化曲線，可見，各個應變速率下試樣的應變值都隨著圖2中虛線A、B點的距離增大而先增大后減小，變形程度隨應變速率增加而增大；如圖a，b，在大塑性變形條件下，橫向應變大于縱向應變；圖d可以看出縱向條件下的應變變化更大，中部區域應變集中度也更高，表明動態拉伸主要作用于縱向。02不同應變速率下斷口形貌特征圖4為典型拉伸速率下斷口宏觀照片。

100/s應變速率測試-40 ℃ ～150℃范圍測試工程應力-應變曲線屈服應力斷裂伸長率斷裂強度……

(四）數據同步采集光學應變測量系統負責應變的測量，準靜態拉伸試驗機或者高速拉伸試驗機負責應力的測量，將應變和應力合在一起，需要解決應變和應力同步采集的問題。對于準靜態拉伸試驗，光學應變測量系統與準靜態拉伸試驗機相互配合，做到數據同步采集不難。由于拉伸速度較慢，即使兩者采集開始時間相差幾微秒，在最后的結果-應力-應變曲線上，也很難看出區別。

對于各種不同的破壞力，則有不同的強度指標，常用的有拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度和硬度，這里著重介紹拉伸測試速率對高分子聚合物測試性能的影響。1. 高分子材料拉伸過程拉伸性能是高分子聚合物材料的一種基本力學性能指標。典型單軸拉伸時的應力-應變曲線如圖1所示。

實驗結果表明，膠粘接頭在不同溫度下的抗拉強度均具有較明顯的速度敏感性，拉伸速率越大，抗拉強度約大。相同拉伸速率下，低溫和高溫環境均會使膠粘強度退化。不同環境和拉伸速率下，接頭的失效模式也不同。* 本文案例為國高材分析測試中心原創，轉載請注明出處。

圖2是通過MD模擬得到的Al0.1FeCoCrNi MPEA中邊緣位錯速度隨不同剪切應力/溫度比的變化規律。在作者測試的外加應力范圍內，位錯速度幾乎隨σ/T線性增加，這符合聲子阻尼理論。采用DDD模擬研究了邊緣和螺桿段遷移率對Al0.1FeCoCrNi單晶[001]取向應力應變曲線的影響。從圖3中可以看出，不同位錯遷移率下的應力應變曲線與相同遷移率下的應力應變曲線變化不大。

在汽車進行結構設計、選材過程中，需要對汽車碰撞過程進行模擬，而車用材料在不同應變速率下的應力－應變曲線是汽車碰撞模擬成功的關鍵。材料在高應變速率下的應力－應變曲線常由高速拉伸試驗機測得，而目前高速拉伸測試面臨很多問題，如載荷震蕩嚴重、慣性力影響、系統阻尼比(ζ)較小等。這些因素都嚴重影響高速拉伸測試的準確性。而解決這些問題的方法之一是選擇合適類型的樣條。

圖2 拉伸試件的加工及試件尺寸（單位：mm）02評價方法設計不同應變率下的拉伸實驗均在室溫下進行。準靜態拉伸實驗在電子萬能材料實驗機上（圖3）開展，試件標距段長度為 7 mm，因此，設置拉伸速率為 0.007 mm/s。

修正后真實應力-應變曲線如圖5 所示。圖5 1050℃應力-應變曲線(按截面積A 變化) 修正后的應力-應變曲線顯示，在試樣頸縮開始后初始階段，應力值會隨著應變的增加而增加。因為頸縮階段，試樣的塑性變形由均勻變形轉變為集中塑性變形階段，雖然夾頭的速度不變，但是集中變形部位的變形速率是隨長度的增大而增加，導致變形抗力增加。

圖7 低溫點爆對比圖8 高溫點爆對比04結論與材料單軸拉伸實驗對比，可以發現以下兩個現象是影響材料卡片建立精度的關鍵因素：1)聚合物材料在不同拉伸速度下，其力學特性存在明顯的差異，尤其在低溫高速拉伸過程中，局部熱軟化效應的影響不可忽略；2)由于聚合物延伸率較高，聚合物材料單軸拉伸過程中，在大應變階段，應變率下降較為明顯，因此很難通過實驗方法獲得特定應變率下應力應變曲線

3） 壓縮試驗準靜態壓縮試驗，應變速率是0.001/s、0.01/s，2組，試驗重復至少5組。4） 三點彎曲試驗非金屬高速三點彎曲試驗，試驗速度在是50mm/s、150mm/s，300mm/s，試驗重復率在3個。5） 高速穿孔試驗對于該試驗，沖擊速度在10,mm/min。

MAT187號材料卡片生成一般包括如下力學試驗：1） 準靜態拉伸試驗準靜態拉伸試驗，應變速率是0.001/s、0.1/s，2組，試驗重復至少5組。2） 中應變率拉伸試驗中應變率拉伸試驗，應變速率是0.1/s，1/s,10/s,100/s,500/s 5組，試驗重復率在5個。

3.2 玻纖材料插值擬合 根據GFRPP-30材料三個玻纖方向不同拉伸速率下的應力-應變曲線可以得出玻纖取向=0.65下的最大拉伸強度，如圖7所示： 圖7 玻纖取向=0.65下的最大拉伸強度 根據圖7及三個玻纖方向不同拉伸速率下的應力-應變曲線斜率及斷裂伸長率可以得出玻纖取向=0.65不同拉伸速率下的應力-應變曲線，如圖8所示： 圖8 玻纖取向=0.65不同拉伸速率下的應力

在φ260mm的棒料上切取35mm×75mm×75mm試料若干，在鍛造溫度1150℃，變形量為40%、不同的應變速率(10-1、4×10-3、10-3)下進行近等溫鍛造，鍛后爐冷至室溫。按1240℃、保溫2h 后爐冷熱處理后加工成拉伸試樣，在拉伸試驗機上測試試樣室溫和高溫拉伸性能。

3） 壓縮試驗準靜態壓縮試驗，應變速率是0.001/s、0.01/s，2組，試驗重復至少5組。4） 三點彎曲試驗非金屬高速三點彎曲試驗，試驗速度在是50mm/s、150mm/s，300mm/s，試驗重復率在3個。5） 高速穿孔試驗對于該試驗，沖擊速度在10,mm/min。

MAT187號材料卡片生成一般包括如下力學試驗：1） 準靜態拉伸試驗準靜態拉伸試驗，應變速率是0.001/s、0.1/s，2組，試驗重復至少5組。2） 中應變率拉伸試驗中應變率拉伸試驗，應變速率是0.1/s，1/s,10/s,100/s,500/s 5組，試驗重復率在5個。

在模型構建中，除考慮土體強度隨埋深的變化外，還引入了 應變軟化 與 應變率效應 兩個關鍵因素。應變軟化反映了土體在達到峰值強度后強度逐漸降低的特性，對預測貫入阻力和樁周土體擾動范圍具有重要意義。而應變率效應則考慮了土體在高速加載下強度和剛度隨加載速率的增加而提高的規律。這兩者在樁貫入問題中往往是同時存在的：軟化決定了樁入土后的長期穩定性，速率效應則主導了瞬時的動力響應。

當全松弛載荷對應的撕裂能產生與非松弛條件下撕裂能相同的裂紋擴展速率時，則稱此時的全松弛撕裂能為等效撕裂能。 對于無定形橡膠，等效的全松弛撕裂能Teq等于撕裂能幅值ΔT，ΔT=Tmax-Tmin，也可以用R=Tmin/Tmax來描述平均應變效應。將該規則代入到冪律裂紋擴展速率函數中，即可得到眾所周知的Paris模型，由該模型可以預測出，當平均應變增加時，材料的裂紋擴展速率會加快。