(高清版)GB∕T 37783-2019 金屬材料 高應(yīng)變速率高溫拉伸試驗方法

ICS77.040.10金屬材料高應(yīng)變速率高溫拉伸國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標準化管理委員會GB/T37783—2019 I 4符號和說明 25試驗原理 4 4 58試驗程序 6 910試驗結(jié)果有效性評估 11試驗報告 附錄A(規(guī)范性附錄)分離式霍普金森拉桿 附錄B(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)測試系統(tǒng) 附錄C(資料性附錄)溫度效應(yīng)的修正方法 附錄D(資料性附錄)入射波、反射波和透射波起點的確定方法 附錄E(資料性附錄)分離式霍普金森拉伸試驗方法數(shù)據(jù)處理公式 附錄F(資料性附錄)高應(yīng)變速率高溫拉伸試驗測試示例 附錄G(資料性附錄)高應(yīng)變速率高溫拉伸試驗測試異常示例 IGB/T37783—2019本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本標準由全國鋼標準化技術(shù)委員會(SAC/TC183)歸口。本標準起草單位：中國工程物理研究院總體工程研究所、鋼研納克檢測技術(shù)有限公司、西北工業(yè)大份有限公司、中國兵器工業(yè)集團第五三研究所。1GB/T37783—2019金屬材料高應(yīng)變速率高溫拉伸試驗方法1范圍本標準規(guī)定了采用分離式霍普金森試驗桿對金屬材料開展高應(yīng)變速率高溫拉伸試驗的術(shù)語和定等內(nèi)容。本標準適用于溫度高于室溫、應(yīng)變速率范圍為102s-1~103s-1時金屬材料拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線等力學(xué)性能的測定。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改單)適用于本文件。GB/T228.2—2015金屬材料拉伸試驗第2部分：高溫試驗方法GB/T1804—2000一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗取樣位置及試樣制備GB/T10623金屬材料力學(xué)性能試驗術(shù)語GB/T13992金屬粘貼式電阻應(yīng)變計GB/T30069.1金屬材料高應(yīng)變速率拉伸試驗第1部分：彈性桿型系統(tǒng)GB/T32967.1金屬材料高應(yīng)變速率扭轉(zhuǎn)試驗第1部分：室溫試驗方法JJG623電阻應(yīng)變儀3術(shù)語和定義3.4GB/T10623和GB/T32967.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。彈性拉伸波elastictensilewave在介質(zhì)中傳播拉伸應(yīng)力的彈性應(yīng)力波，其質(zhì)點運動方向與波傳播方向相反。彈性拉伸波速率elastictensilewavevelocity彈性拉伸波波陣面?zhèn)鞑サ乃俾省７蛛x式霍普金森拉桿splitHopkinsontensilebar利用彈性拉伸波測試材料在高應(yīng)變速率下拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線等力學(xué)性能的裝置。試樣接觸波導(dǎo)桿時刻與應(yīng)力波到達試樣/入射桿界面時刻的差值。GB/T37783—20194符號和說明本文件使用的符號及其說明見表1。表1符號和說明符號單位溫度測試參數(shù)T溫度℃進行試驗時的設(shè)定溫度或規(guī)定溫度℃T試驗試樣平行長度表面的測量溫度℃波導(dǎo)桿材料力學(xué)性能測量時的最高溫度℃T距離熱源無窮遠處的溫度，即室溫℃T?熱源溫度℃h空氣熱交換系數(shù)k波導(dǎo)桿的導(dǎo)熱系數(shù)m波導(dǎo)桿中溫度隨距離變化的系數(shù)彈性模量的溫度相關(guān)系數(shù)分離式霍普金森拉桿輸入桿上應(yīng)變計離試樣端的距離輸出桿上應(yīng)變計離試樣端的距離波導(dǎo)桿中的彈性拉伸波速率mm/ms波導(dǎo)桿中的質(zhì)點速度mm/ms波導(dǎo)桿的密度波導(dǎo)桿的直徑波導(dǎo)桿的橫截面面積H波導(dǎo)桿長度Eb、E!、EA波導(dǎo)桿的彈性模量、常溫彈性模量和高溫彈性模量MPa輸出桿的長度x距離E(T)、E(x)與溫度相關(guān)的彈性模量以及溫度梯度引起呈空間分布的彈性模量MPa與溫度相關(guān)的屈服強度MPa試樣試樣的密度E?試樣的彈性模量MPa試驗段長度、平行長度原始橫截面面積23GB/T37783—2019表1(續(xù))符號單位圓柱狀試樣標距段初始直徑螺紋連接圓柱狀試樣的螺紋尺寸mmW、W?板狀試樣連接段和平行長度段的寬度mm過渡圓弧半徑mm試樣材料的彈性拉伸波速率mm/ms試驗材料的力學(xué)性能參數(shù)溫度效應(yīng)修正前后的應(yīng)變速率ms-1平均工程塑性應(yīng)變速率ms-1溫度效應(yīng)修正前后的工程拉伸應(yīng)變溫度效應(yīng)修正前后的工程拉伸應(yīng)力MPa應(yīng)變測試系統(tǒng)U電壓V第j通道單位應(yīng)變對應(yīng)的電壓值，j=1,2,…,nV第j通道測試信號的電壓，j=1,2,…,nV供橋電壓V并聯(lián)電阻R時的電壓增量以及標定時的電壓增量VR應(yīng)變計電阻Ω模擬標準應(yīng)變的橋臂并聯(lián)電阻Ω應(yīng)變計靈敏系數(shù)、應(yīng)變計動態(tài)靈敏系數(shù)測試信號n?、n2、n?入射波、反射波、透射波起點對應(yīng)的數(shù)據(jù)點序號λ入射波的脈沖寬度ms應(yīng)力波在入射波脈沖寬度時間內(nèi)傳播的距離mmt時間ms應(yīng)力波作用時間ms工程拉伸應(yīng)力-時間曲線中屈服強度對應(yīng)的時刻ms采樣時間間隔ms5時間變量mse工程彈性應(yīng)變第j通道的應(yīng)變測量值，j=1,2,…,n分別由入射波、反射波和透射波產(chǎn)生的工程彈性應(yīng)變注：在數(shù)據(jù)處理過程中，拉伸應(yīng)變速率和平均工程塑性應(yīng)變速率的單位為ms-1;在結(jié)果表述時，宜將其單位換算成為s-1。GB/T37783—2019在規(guī)定溫度條件下，采用分離式霍普金森拉桿產(chǎn)生拉伸應(yīng)力波對試樣進行加載，測量波導(dǎo)桿(包含輸入桿和輸出桿)上的應(yīng)變信號，利用一維應(yīng)力波理論處理并獲得材料不同應(yīng)變速率下的拉伸力學(xué)性能。6.1設(shè)備組成金屬材料高應(yīng)變速率高溫拉伸試驗系統(tǒng)主要由入射波產(chǎn)生裝置、輸入桿、輸出桿、應(yīng)變計、加熱裝置、動態(tài)應(yīng)變儀和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)等組成，如圖1所示。輸入桿和輸出桿應(yīng)滿足附錄A中A.3的說明：1——入射波產(chǎn)生裝置；2——輸入桿；3——應(yīng)變計；4-——溫度測量系統(tǒng)；5——熱電偶；6——輸出桿；7——試樣；8——加熱裝置；9——動態(tài)應(yīng)變儀；10——數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。加熱裝置分為一體式加熱裝置和組合式加熱裝置，應(yīng)能加熱試樣到規(guī)定溫度Te。當高溫導(dǎo)致波導(dǎo)桿局部材料的彈性模量降低超過20%時，宜采用組合式加熱裝置。5GB/T37783—2019組合式加熱裝置先加熱試樣至規(guī)定溫度，然后快速安裝。組合式加熱裝置應(yīng)具備冷接觸時間測試T;是指在試樣平行長度表面上所測量的溫度，該溫度已進行系統(tǒng)誤差修正，但未考慮溫度測量裝置的不確定度。測量溫度T;和規(guī)定溫度Te的允許偏差及溫度梯度見表2。規(guī)定溫度大于1100℃時，溫度允許偏差和溫度梯度由雙方協(xié)商確定。注：溫度梯度是指加熱裝置等產(chǎn)生的沿試樣軸向存在的固定的溫度差值。表2溫度的允許偏差和溫度梯度單位為攝氏度規(guī)定溫度T。T;和T.的允許偏差溫度梯度Te≤6003600<Te≤8004800<T≤100051000<T.≤11006在波導(dǎo)桿與試樣連接的端部(采用一體式加熱裝置時)和試樣平行長度的中心位置各固定一只熱電偶。熱電偶測溫端應(yīng)與波導(dǎo)桿和試樣的表面有良好的熱接觸，并應(yīng)避免加熱體對熱電偶直接熱輻射。6.2.6溫度測量系統(tǒng)的檢驗溫度測量系統(tǒng)的最低分辨力應(yīng)為1℃,允許誤差應(yīng)在±0.004T?；颉?℃內(nèi)，取較大值。溫度測量系統(tǒng)應(yīng)在試驗溫度范圍內(nèi)檢驗和校準，其檢驗方法應(yīng)溯源到國際單位。6.3應(yīng)變計應(yīng)變計應(yīng)滿足附錄B要求。6.4動態(tài)應(yīng)變儀動態(tài)應(yīng)變儀的頻率響應(yīng)應(yīng)高于100kHz,推薦不低于500kHz,且應(yīng)按照JJG623進行校準。6.5數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)采樣頻率應(yīng)不低于400kHz,宜不低于1MHz。7試樣7.1形狀與尺寸7.1.1試樣端部應(yīng)與波導(dǎo)桿連接匹配，宜采用圓柱狀試樣或板狀試樣(圖2),其中圓柱狀試樣平行長度應(yīng)不小于1.6d。,板狀試樣平行長度應(yīng)不小于0.75W?。7.1.2試樣的形狀及試驗段尺寸如圖2,未注尺寸公差應(yīng)按GB/T1804—2000中的m級選取，推薦的6GB/T37783—2019試樣尺寸見表3。7.1.3經(jīng)雙方協(xié)商可采用其他試樣尺寸。0性00性0共余3.2/c0.5(2處)I其余=0.01bo±0.054XrLc圖2試樣幾何形狀表3典型試樣尺寸單位為毫米圓柱狀試樣板狀試樣rgW?b?53347.2試樣制備應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標準或GB/T2975的要求切取樣坯。試樣制作應(yīng)滿足7.1的要求。8試驗程序8.1試驗設(shè)備的組裝根據(jù)規(guī)定溫度T.確定加熱裝置，并按照圖1的方式組裝試驗設(shè)備。8.2數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)根據(jù)附錄B組建數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)，標定應(yīng)變計的靈敏系數(shù)，對各測試通道設(shè)置單位應(yīng)變對應(yīng)的電壓值U?;、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的采樣頻率、量程等參數(shù)，采樣時長應(yīng)能記錄一組完整的波形，一般不小于7GB/T37783—20198.3試驗設(shè)備狀態(tài)的檢測8.3.1測試系統(tǒng)的聯(lián)試輕微敲擊波導(dǎo)桿端部，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)應(yīng)有信號產(chǎn)生。8.3.2波導(dǎo)桿狀態(tài)的檢測波導(dǎo)桿間應(yīng)保持良好的同軸度，同軸度的具體檢測方法是：在室溫條件下，將輸入桿和輸出桿直接固連，施加載荷，檢測入射波和透射波狀態(tài)。當入射波和透射波移位后，兩者的波形相同，且兩曲線的幅值最大偏差不超過5%,則波導(dǎo)桿的同軸度滿足試驗要求(見圖3)。A!)0.307A!)0.3070.15-4/msa)原始波形圖0.300.15-A;A;0.10-—0.10-—0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.8t/msb)入射波和透射波的對比圖圖3輸入桿、輸出桿直接固連時的波形圖8.3.3測試系統(tǒng)的檢測在室溫條件下，將試樣安裝于輸入桿和輸出桿之間，開啟入射波產(chǎn)生裝置加載試樣，采集波導(dǎo)桿上的應(yīng)變計輸出信號。典型的測試信號如圖4所示。--?R0.60.80.4r/ms圖4典型的測試信號GB/T37783—20198.4試樣尺寸測量8.4.1原始橫截面積的測定宜在試樣平行長度中心區(qū)域以足夠的點數(shù)測量試樣的相關(guān)尺寸。原始橫截面積S。是平均橫截面積，應(yīng)根據(jù)測量的尺寸計算。原始橫截面積的計算準確度依賴于試樣本身特性和類型。不少于三個位置測量試驗段長度L,取其算數(shù)平均值，平行長度Le=L-2rs,其中rs為設(shè)計值。8.5試樣安裝與加熱根據(jù)6.2的要求可選用一體式或組合式加熱方法。一體式加熱按以下步驟進行：a)安裝試樣，試樣與波導(dǎo)桿應(yīng)同軸且無間隙連接；b)安裝加熱裝置，應(yīng)使試樣位于加熱裝置的均溫區(qū)；c)開啟加熱裝置，加熱試樣至規(guī)定溫度，標距段溫度應(yīng)保持均勻。組合式加熱按以下步驟進行：a)安裝加熱裝置；b)在加熱裝置恒溫區(qū)安裝試樣；c)加熱試樣至規(guī)定溫度，并至少保持10min(保溫時間);d)快速將試樣與波導(dǎo)桿連接，在入射波到達試樣時，試樣與波導(dǎo)桿應(yīng)無間隙連接。8.6施加力開啟入射波產(chǎn)生裝置對試樣進行加載。8.7測量記錄試驗過程中應(yīng)測量并記錄以下信息：a)波導(dǎo)桿尺寸、彈性波速和彈性模量；b)應(yīng)變計尺寸、靈敏系數(shù)和電阻值等參數(shù)及其在波導(dǎo)桿中的位置；c)數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)的狀態(tài)，包括應(yīng)變的標定值；d)試樣的溫度；e)波導(dǎo)桿靠近試樣端(必要時)的溫度；f)原始波形；g)冷接觸時間(必要時)。89GB/T37783—20199試驗數(shù)據(jù)處理波導(dǎo)桿中的應(yīng)變按式(1)計算。波導(dǎo)桿高溫區(qū)材料的彈性模量降低超過10%時，采用附錄C的方9.2.1.2取入射波起點前平直段數(shù)據(jù)的平均值作為入射波和反射波的波形基線值；取透射波起點前平直段數(shù)據(jù)的平均值作為透射波的波形基線值。數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)使入射波、反射波和透射波的波形基線歸零。宜以波形進入下降沿前的最后一個極大值點作為入射波的末點，確定應(yīng)力波的作用時間tx,并以此工程拉伸應(yīng)變速率的計算公式參見附錄E,宜采用式(E.5)。工程拉伸應(yīng)變的計算公式參見附錄E,宜采用式(E.6)。工程拉伸應(yīng)力的計算公式法參見附錄E,宜采用式(E.7)。利用9.5的工程拉伸應(yīng)力和9.4的工程拉伸應(yīng)變，獲得工程拉伸應(yīng)力-拉伸應(yīng)變曲線。按照GB/T30069.1的方法，根據(jù)式(3)處理9.3中的工程應(yīng)變速率歷程曲線獲得平均工程塑性應(yīng)GB/T37783—2019變速率。9.8典型示例高應(yīng)變速率高溫拉伸力學(xué)性能試驗典型示例參見附錄F。10試驗結(jié)果有效性評估10.1金屬材料高應(yīng)變速率拉伸試驗中，波導(dǎo)桿中入射波、反射波和透射波的典型波形圖如圖4所示。若試驗裝置與數(shù)據(jù)采集設(shè)備設(shè)置不當將引起測試信號異常，導(dǎo)致試驗結(jié)果無法真實反映材料力學(xué)性能。數(shù)據(jù)處理前需對試驗紀錄信號進行分析，評估試驗結(jié)果的有效性，幾類典型試驗測試異常示例參見附10.2試驗出現(xiàn)下列情況之一，試驗結(jié)果無效，應(yīng)補做同樣數(shù)量的試驗：a)波形明顯異常，參見附錄G;b)試樣未達到力平衡。11試驗報告試驗報告應(yīng)至少包括以下信息，除非雙方另有約定：a)本標準編號；b)試樣標識；c)材料名稱、牌號、狀態(tài)(如已知);d)試樣類型和尺寸；e)試驗設(shè)備；f)加熱方法；g)試驗溫度；h)試驗結(jié)果。GB/T37783—2019(規(guī)范性附錄)分離式霍普金森拉桿A.1總則A.1.1本附錄規(guī)定了分離式霍普金森拉桿各部組件的技術(shù)要求。A.1.2分離式霍普金森拉桿的基本結(jié)構(gòu)見圖1。A.2入射波產(chǎn)生裝置A.2.1入射波產(chǎn)生方式根據(jù)入射波產(chǎn)生的方式，可將入射波產(chǎn)生方式分為撞擊型、儲能型，分別如圖A.1和圖A.2所示，推薦采用撞擊型中的短桿式(圖A.1b)]。a)彈桿式b)短桿式說明：2——撞擊體；4——金屬短桿。圖A.1撞擊型入射波產(chǎn)生裝置示意圖說明：2——夾持及釋放機構(gòu)；圖A.2儲能型入射波產(chǎn)生裝置示意圖A.2.2入射波的幅值入射波的幅值應(yīng)使波導(dǎo)桿處于彈性狀態(tài)。GB/T37783—2019A.3波導(dǎo)桿A.3.2應(yīng)根據(jù)GB/T228.2—2015的方法測量波導(dǎo)桿材料的彈性模量E(T)和屈服強度Ry(T)隨溫度T的變化規(guī)律，測波導(dǎo)桿材料性能時的最高溫度Tmax應(yīng)高于波導(dǎo)桿作為加載裝置試驗時的最高規(guī)定A.3.3輸入桿和輸出桿的直徑宜相同，波導(dǎo)桿長度不小于40Db且不小于1.5Lx,其中Lx=λcb。A.3.4波導(dǎo)桿(連接接口除外)應(yīng)具有圖A.3所示的加工精度，連接接口應(yīng)與試樣形狀匹配，且與波導(dǎo)70.001D0.0020A0.0002H0.00120.002D圖A.3波導(dǎo)桿的形狀及尺寸GB/T37783—2019(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)B.1.1本附錄規(guī)定了數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)的使用方法和技術(shù)要求。B.1.2數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)的基本組成見圖1。B.2數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)的構(gòu)成根據(jù)應(yīng)變計的連接方式可分為非橋式數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)(見圖B.1)或橋式數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)(見圖B.2),推薦采用惠更斯電路組成橋式數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)。當采用橋式電路時，推薦同時在與波導(dǎo)桿材料相同的金屬塊上粘貼相同的應(yīng)變計作為溫度補償。說明：3——數(shù)據(jù)采集與存儲裝置。Ug說明：2——溫度補償應(yīng)變計；3、4——標準電阻；6——數(shù)據(jù)采集與存儲裝置。B.3應(yīng)變計應(yīng)按GB/T13992和下列要求選擇和使用應(yīng)變計：a)應(yīng)變計極限響應(yīng)頻率應(yīng)不低于100kHz,推薦不低于300kHz。b)根據(jù)波導(dǎo)桿直徑確定應(yīng)變計的柵長，柵長應(yīng)不大于5mm。c)宜采用兩個應(yīng)變計在波導(dǎo)桿的同一軸向位置對稱貼片。d)應(yīng)變計的敏感柵方向與波導(dǎo)桿軸向成0°,其偏差應(yīng)不大于5°。e)輸入桿、輸出桿上應(yīng)變計的粘貼位置應(yīng)分別滿足式(B.1)和式(B.2),且應(yīng)變計粘貼處波導(dǎo)桿的溫度應(yīng)為環(huán)境溫度。a?>10Db且LTa?>Lxf)試驗時，推薦采用B.5的方法標定應(yīng)變計的實際靈敏系數(shù)。B.4導(dǎo)線推薦采用屏蔽導(dǎo)線組建測試系統(tǒng)，且導(dǎo)線的長度宜小于10m。B.5應(yīng)變計靈敏系數(shù)的標定B.5.1靜態(tài)標定與應(yīng)變計并聯(lián)一定的電阻R.,模擬在實驗過程中應(yīng)變計電阻的變化，則：B.5.2動態(tài)標定應(yīng)變計的實際靈敏度在動態(tài)試驗時宜重新標定。標定的基本原理是：將材料和直徑與波導(dǎo)桿相同的短桿以已知速度v。撞擊波導(dǎo)桿，則波導(dǎo)桿中應(yīng)力波的平均幅值為式(B.4)。聯(lián)立式(B.3)得到波導(dǎo)桿上應(yīng)變計的動態(tài)靈敏系數(shù)Ka為式(B.5):GB/T37783—2019(資料性附錄)溫度效應(yīng)的修正方法C.1總則本附錄介紹了組合式加熱方法中波導(dǎo)桿溫度梯度對試驗數(shù)據(jù)影響的修正方法。C.2差分方法C.2.1建立如圖C.1所示的求解坐標系，由式(C.1)計算波導(dǎo)桿上的溫度分布；式中：說明：2——波導(dǎo)桿。圖C.1一維熱傳導(dǎo)求解坐標系C.2.2波導(dǎo)桿彈性模量隨溫度變化的關(guān)系見式(C.2):E(T)=E?/(Co+C?T+C?T2+C?T3)……(C.2)C.2.3結(jié)合式(C.1)～式(C.2)建立彈性模量沿波導(dǎo)桿軸向變化的關(guān)系式E(x),將E(x)代入一維應(yīng)力波傳播控制方程組得到含溫度影響的波導(dǎo)桿一維應(yīng)力波傳播控制方程組[式(C.3)]:C.2.4基于邊界條件[式(C.4)]求解方程組[式(C.3)]修正透射波：e(x,t)x=a?=er(t)C.2.5基于邊界條件[式(C.5)]和初始條件[式(C.6)]求解方程組[式(C.3)]修正入射波：e(x,t),=0=0GB/T37783—2019C.3加權(quán)方法C.3.1應(yīng)變/應(yīng)變率修正C.3.2應(yīng)力修正見式(C.9)。GB/T37783—2019(資料性附錄)入射波、反射波和透射波起點的確定方法D.1總則D.1.1試驗獲得的典型數(shù)據(jù)如圖4所示。在數(shù)據(jù)處理過程中，應(yīng)將入射波、反射波和透射波的起點移動到同一時刻。因此，需準確確定入射波、反射波和透射波的起點。在實際的測試中，由于噪聲的影響，是不可能找到真正的起點，但可以找到一個比較合理的起點，其要求是：所確定的起點應(yīng)在對應(yīng)波形的基線上且靠近波形的起跳點。D.1.2本附錄介紹一種波形起點的確定方法，鼓勵采用先進的起點確定方法。D.2入射波、反射波和透射波起點的確定入射波起點確定的步驟為：a)根據(jù)入射波波形確定入射波最大值；b)確定幅值為入射波最大值的十分之一時所在的時刻及其對應(yīng)的離散數(shù)據(jù)點序號；c)最后向前推一定數(shù)量的點(如100)作為入射波的起點n?。在確定入射波的起點后，通過式(D.1)和式(D.2)確定反射波和透射波的起點。式中：int[]-—取整函數(shù)；(資料性附錄)分離式霍普金森拉伸試驗方法數(shù)據(jù)處理公式本附錄介紹了基于一維彈性應(yīng)力波原理對入射波、反射波和透射波進行處理獲得工程拉伸應(yīng)變速率、工程拉伸應(yīng)變和工程拉伸應(yīng)力的計算公式。E.2測試原理通過一定方式在輸入桿中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力波，向試樣傳播對其進行加載，并在試樣兩端產(chǎn)生反射和透射(見圖E.1),分別在輸入桿和輸出桿中形成反射波和透射波；根據(jù)一維應(yīng)力波理論，利用應(yīng)變計測得的入射波、反射波和透射波信號(見圖4)獲得試樣的應(yīng)力和應(yīng)變歷程[式(E.1)～式(E.3)],進而得到試樣材料在特定應(yīng)變速率下的拉伸應(yīng)力-拉伸應(yīng)變曲線等拉伸力學(xué)性能。圖E.1分離式霍普金森拉桿的測試原理示意圖E.3三波公式E.3.1工程拉伸應(yīng)變速率按式(E.1)計算。式中：Cb=√Eb/pb。E.3.2工程拉伸應(yīng)變按式(E.2)計算。E.3.3工程拉伸應(yīng)力按式(E.3)計算。式中：Sb——波導(dǎo)桿橫截面面積；S?———試樣試驗段橫截面面積?！?E.1)……(E.2)E.4二波公式E.4.1入射波和透射波E.4.1.1根據(jù)分離式霍普金森拉伸試驗方法的均勻性假設(shè)，入射波、反射波和透射波滿足式(E.4)。er(t)=er(t)—er(t)……(E.4)E.4.1.2工程拉伸應(yīng)變速率按式(E.5)計算。E.4.1.3工程拉伸應(yīng)變按式(E.6)計算?！?E.6)E.4.1.4工程拉伸應(yīng)力按式(E.7)計算。E.4.2反射波和透射波E.4.2.1根據(jù)分離式霍普金森拉伸試驗方法的均勻性假設(shè)，入射波、反射波和透射波滿足式(E.8)。ei(t)=er(t)—er(t)……(E.8)E.4.2.2工程拉伸應(yīng)變速率按式(E.9)計算。E.4.2.3工程拉伸應(yīng)變按式(E.10)計算。E.4.2.4工程拉伸應(yīng)力按式(E.11)計算。……(E.11)GB/T37783—2019(資料性附錄)高應(yīng)變速率高溫拉伸試驗測試示例本附錄給出了由不同溫度和應(yīng)變速率下99%CP-Ti合金1(圖F.1)和45鋼2](圖F.2)的工程拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線轉(zhuǎn)換獲得的拉伸真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線。400-0.000.0