试验机恒应变速率控制的探讨
一、前言
测试材料力学性能常用的方式是拉伸、压缩、弯曲等，而拉伸试验速度直接影响到材料试验的结果。因为轴向拉伸试验时，试样上承受的负荷等于机架、测力系统、夹具和联接件弹性变形所产生的厦作用力，这个力必然要使这些部件产生变形。实验表明，高刚度试验机测定的数据要比低刚度试验机测定的效据精度高，这是由于样品材料对应变速度是敏感的，特别是延伸率大的材料尤其明显。所以，我国国家标准gb228—87《金属拉伸试验方法）中对拉伸速度作了明确的规定。到目前为止，我国各厂家生产的液压试验机有两万多台，液压式压力机有五千多台。其中仅有1/10具备用以间接监控应变速率的加荷速率指示装置。除了一部分电子试验机和电子拉力试验机及少量电液伺服试验机外，还设有一台液压试验机配有应变速率直接监控装置。所以作为材料力学性能试验技术适应现代科学技术发展急需解决的问题之一，就是如何实现直变速率控制，并在实际中应用这一技术。本文将对试验机恒应变速率进行探讨，并重点介绍在电液式试验机上采用加荷速率进行间接控制的方法。
二、应变速率控制的必要性
材料试验中，应变速率对所有材料的力学性能都会产生影响，特别对高弹模材料应力—— 应变后区（如金属材料比例极限后区，岩石与混凝土材料峰值强度后区）的力学性能的影响更为显著。即使是对应变速率不太敏感的材料．如45 钢，当应变速率变化1o％，其下屈服点的差别要超过l0％，然而恰倍这一性能参数是钢材应变形成时极为重要的参散。对于钢材料，应变速率主要影响屈服应力，规定屈服应力和*变形力，为此标准化组织把应变作为测定钢材这些参效的必要条件。有人对象岩石这样的脆性材料进行试验，其拉压强度随着应变速率增加而明显增大。在很高应变速率下，如冲击试验，其抗压强度数倍于缓慢加荷的抗压强度。
在试验机上作轴向拉伸压缩时，试样受力等于机架，测力系统．夹头和联接部件弹性变形所产生的反作用力．这个力必然要使这些部件产生变形。如果两个相同试样，以同样速度在刚度不同的试验机上进行试验，则两个样品的伸长率效值是不相同的。尤其对应变速率敏感的材料，其应力一应变关系就会出现较大差别。理想的试验机应具有无限的刚度，实际上这是不可能的。即使把机架做得极其刚硬．而为了测定施于试样的力的测量系统（如弹性体测力传感器）仍必须有一些变形，由于试验机刚度不可能无限大 在加荷过程中，系统储存弹性变形能，当试样进入峰值强度后区，其承载能力下降，刚度减少储存弹性变形能向试样释放，结果引起试样应变速率增加。并且直接影响受试材料的断裂数据。所以若对试验机加载系统引入负荷，变形量的控制，那么对试样来说则是一个刚度无限大的试验机。我公司1993年引进蒋国技术制造的rsa系列电子式试验机，其技术规格中就明确表明机器的整机刚度。
对于目前国内大多数材料试验机而言，拉伸试样时，在试样弹形变形阶段，主要有以
下几方面的变形。
1．试样弹形变形
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