T∕CSAE 233-2021 汽車用金屬材料圓棒高應(yīng)變速率室溫拉伸試驗(yàn)方法

1、標(biāo)準(zhǔn)分享吧 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享吧 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comICS 32. 020CCS T 40團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSAE 233-2021汽車用金屬材料圓棒高應(yīng)變速率室溫拉伸試驗(yàn)方法Methods of tensile testing for metal bar at high strain rates at room temperaturefor the automobile2021-10-26 發(fā)布2021-10-26 實(shí)施中國(guó)

2、汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com #標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com II標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021 I標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com目 次 TOC o 1-5 h z 冃IJ sII翻1規(guī)范性引用文件13術(shù)i吾轍5C14辟1腿3設(shè)備3W羊3砌僉矛呈$4i式馬僉W#9試驗(yàn)報(bào)告10附錄A （資料性）工程應(yīng)力一應(yīng)變曲線示例11附錄B （資料

3、性）金屬材料圓棒試樣高應(yīng)變速率拉伸夾具示例12T/CSAE 233-2021大、 華司清公、7d俊雄、張超、連昌本文件按照GB/T 1. 12020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則 起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。 本文件由汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提出。本文件起草單位：泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、中汽研（天津）汽車工程研宄院有限公司 學(xué)蘇州汽車研宄院、中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所、ITW集團(tuán)英斯特朗公司、道姆光學(xué)科技（上海）有 東風(fēng)汽車集團(tuán)有限公司、寶山鋼鐵股份有限公司、中鋁材料應(yīng)用研宄院有限公司。本文件主要起草人：王彩梅、孟憲明、

4、吳海龍、白春玉、沙民、楊新、謝騁、馬俊杰、羅 桂明、張賽、惠旭龍、曹家健、樓源、尤研嫻、孫澤亞、李迎超、周小貞、秦興國(guó)、張叮、牛 偉、鐘鼓。標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021 標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021 #標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com汽車用金屬材料圓棒高應(yīng)變速率室溫拉伸試驗(yàn)方法1范圍本文件規(guī)定了汽車壁厚3mm以上的金屬鑄、鍛件用金屬材料圓棒高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)的方法。 本文件適用于應(yīng)變速率范圍為lOf1

5、103s人 試驗(yàn)溫度為10 C35 C，對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)， 試驗(yàn)溫度應(yīng)為23 C 5 C。除非另有規(guī)定，采用液壓伺服型試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)。注：當(dāng)應(yīng)變速率低于ICHf1時(shí)，可采用準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)類型的試驗(yàn)機(jī)，測(cè)試規(guī)范采用GB/T 228. 1-2010。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件， 僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本 文件。GB/T 228. 12010金屬材料拉伸試驗(yàn)第一部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T 81702008數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T 30

6、069. 22016金屬材料高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)第2部分：液壓伺服型與其它類型試驗(yàn)系 統(tǒng)JJG 4752008電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程ISO 26203:2011金屬材料高應(yīng)變率拉伸試驗(yàn)第2部分：液壓伺服型與其它類型試驗(yàn)系統(tǒng) (Metallic materials 一 Tensile testing at high strain rates 一 Part 2: Servo-hydraulic and other test systems)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T 228. 12010及GB/T 30069. 22016界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。4符號(hào)本文件規(guī)定的符號(hào)、名稱及單位應(yīng)符合GBA 22

7、8. 12010 GB/T 30069. 22016及表1規(guī)定。表1符號(hào)、名稱及單位符號(hào)名稱單位do圓截面試樣的原始直徑mm圓截面試樣斷后最小直徑mmLo試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度mm標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021表1符號(hào)、名稱及單位（續(xù)）符號(hào)名稱單位Lc試樣縮減部分的長(zhǎng)度mmLe引伸計(jì)標(biāo)距長(zhǎng)度mmLm試樣夾持端螺紋長(zhǎng)度mmLf試樣夾持端光桿長(zhǎng)度mmR試樣過(guò)渡圓弧半徑mmPm拉伸最大

8、力NRm抗拉強(qiáng)度MPaRP規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度MPaRp0.2規(guī)定塑性延伸率為0. 2%時(shí)的應(yīng)力MPaReL下屈服強(qiáng)度MPaa9最大力下（Fm）的塑性延伸率，即最大力（Fm）塑性應(yīng)變%Agt最大力下（Fm）總延伸率，即最大力（Fm）總應(yīng)變%D試樣末端的直徑mmt試驗(yàn)時(shí)間sE彈性模量MPatf從試驗(yàn)開(kāi)始至斷裂的時(shí)間s0載荷加載速率mm/ ss(t)工程應(yīng)變速率，應(yīng)變隨時(shí)間的變量-isnom名義工程應(yīng)變速率-ismean平均工程應(yīng)變速率1s色pl從屈服或1%應(yīng)變開(kāi)始至最大力應(yīng)變范圍內(nèi)即時(shí)工程應(yīng)變速率的均值-1sfu力或延伸相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)采樣頻率上限HzE應(yīng)變速率-isA斷后伸長(zhǎng)率%標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http

9、:/www. bzfxb. com #標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com 標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021 標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com5原理測(cè)定金屬材料圓棒在規(guī)定塑性應(yīng)變速率下的應(yīng)力-應(yīng)變特征參數(shù)。在高于1（T2 s1的應(yīng)變速率下進(jìn)行 拉伸試驗(yàn)得到可靠的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，力和原始標(biāo)距LQ伸長(zhǎng)的測(cè)量應(yīng)滿足本文件規(guī)定的要求。本文件規(guī) 定了當(dāng)應(yīng)變速率最高達(dá)103 s人 并在材料發(fā)生塑性變

10、形且力達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)定及評(píng)價(jià)應(yīng)力和應(yīng)變的試 驗(yàn)方法。6設(shè)備6. 1本文件中的高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)機(jī)采用液壓伺服驅(qū)動(dòng)并安裝有緩沖器。設(shè)備應(yīng)能達(dá)到最大應(yīng)變速 率，并且在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中能夠提供恒定速率。為了盡可能消除附加的彎矩效應(yīng)，應(yīng)檢查加載鏈上試樣 的對(duì)中性。加載鏈的結(jié)構(gòu)緊湊且易安裝，夾持部分和傳感器系統(tǒng)保持盡可能高的固有頻率。具體內(nèi)容參 考 GB/T 30069. 22016. 6。6.2應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)。標(biāo)距區(qū)域的應(yīng)變測(cè)試可采用不同的測(cè)量系統(tǒng)。可以使用應(yīng)變片、光學(xué)引伸計(jì)、激 光測(cè)量系統(tǒng)或高速圖像儀等非接觸性測(cè)量系統(tǒng)。本文件推薦使用光學(xué)引伸計(jì)，采用數(shù)字圖像處理技術(shù)， 測(cè)量和計(jì)算應(yīng)變。7試樣 7.1試

11、樣尺寸金屬棒材高應(yīng)變速率力學(xué)性能測(cè)試采用啞鈴狀拉伸試樣。除了加載速率，試樣的幾何尺寸對(duì)于試驗(yàn) 中能達(dá)到的應(yīng)變速率也有重要影響。較短的有助于獲得高的應(yīng)變速率，但為了保證反映材料的性能， La不能過(guò)?。▓D1）。原始標(biāo)距心應(yīng)與單軸力方向平行。主要影響因素包括：平行長(zhǎng)度La、直徑如，以 及過(guò)渡半徑R。一般應(yīng)符合以下關(guān)系：Lq/d02；Lc = o + 如/2;0.4 d0/D 0.5；R=2d04d0;L廣（35）mmo說(shuō)明：尺寸公差為0. 05 mm,平行段工作部分粗糙度0. 32,同軸度為0. 01毫米。推薦區(qū)域直徑為 5mm，L0=10mm，Lc=15mm, R=16mm, L=5mm, Lm=

12、35mm, D=12mm,或者區(qū)域直徑為 3mm, 厶0=10 mm, Lc=15 mm, R=12 mm, Ly=5 mm, Lm=35 mm, D=6 mm。T/CSAE 233-2021圖1典型的試樣尺寸7.2試樣制備棒材試樣的制備可參考GB/T 228. 1-2010的說(shuō)明。須特別避免樣品在制備過(guò)程中加工硬化。宜采用 電火花、水切割、銑床加外圓磨等加工工藝，減小樣品加工硬化。加工樣品時(shí)應(yīng)保持棒材表面的原始狀 態(tài)，保證樣品的厚度與原材料一致。7.3取樣位置試樣如果直接澆鑄取樣，需遠(yuǎn)離澆口和表面。零件上取出的試樣應(yīng)能代表試驗(yàn)材料的冶金組織及機(jī) 械性能，盡量將待測(cè)的工作部位放在平行段內(nèi)；取樣

13、部位及方向應(yīng)按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或經(jīng)雙方協(xié)議， 并記錄備案。如果試樣靜態(tài)或高應(yīng)變速率拉伸時(shí)，多個(gè)試樣斷在標(biāo)距外，建議做無(wú)損探傷檢測(cè)試樣內(nèi)部 缺陷。8試驗(yàn)程序8. 1測(cè)試速度1. 1 基本要求設(shè)備軟件可直接設(shè)定測(cè)試速度。通過(guò)調(diào)節(jié)活塞頭空載行程獲得最終的速率，然而測(cè)量區(qū)域的應(yīng)變速 率往往受材料性能因素的影響，因此某種應(yīng)變率的第一次試驗(yàn)后需檢查實(shí)際拉伸加載時(shí)的速度，如果速 度偏小較多，需要加大加載行程，如果速度接近，可以直接調(diào)整速度設(shè)定值。設(shè)備的空載運(yùn)行速度需每 年標(biāo)定一次，誤差在5%以內(nèi)。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中能夠提供恒定應(yīng)變速率的試驗(yàn)機(jī)均能滿足本文件的試 驗(yàn)要求。8. 1.2不同應(yīng)變速率的定義8. 1.2

14、. 1試驗(yàn)前，可通過(guò)加載的拉伸速度V。計(jì)算出名義應(yīng)變速率（見(jiàn)公式（1）如：試驗(yàn)應(yīng)變速 率100s人平行段長(zhǎng)度為，初始速度v。，通過(guò)vQ/Le計(jì)算出初始名義應(yīng)變速率，具體定義按照GB/T 30069. 2 2016及ISO 26203. 2:2011o反之，已知名義應(yīng)變速率和平行段長(zhǎng)度，可以計(jì)算出拉伸速度，并設(shè)置 到試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)參數(shù)中。nom=Vo/Lc由于試驗(yàn)夾具和試驗(yàn)機(jī)是分離的，設(shè)備加載速度到試樣上時(shí)要通過(guò)夾具，因此試驗(yàn)中試樣的 實(shí)際拉伸速度將發(fā)生偏離，需根據(jù)實(shí)際數(shù)值進(jìn)行調(diào)整。平均工程應(yīng)變速率smean,可根據(jù)斷后伸長(zhǎng)率A 和達(dá)到斷裂的時(shí)間確定，見(jiàn)公式（2）:mean= A/tf標(biāo)準(zhǔn)分享口巴

15、 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com1.2.3名義應(yīng)變速率的偏離值取決于材料的變形。此外，樣品頸部區(qū)域的局部應(yīng)變也是未知的。試 驗(yàn)中測(cè)得的不同的工程應(yīng)變的詳細(xì)信息可計(jì)算出工程應(yīng)變速率紅t），見(jiàn)公式（3）:1.2.4應(yīng)變速率的變化信息對(duì)于屈服點(diǎn)的確定是必要的。其中一個(gè)重要的參數(shù)是工程塑性應(yīng)變速率 其值取決于屈服點(diǎn)或規(guī)定塑性延伸1%與抗拉強(qiáng)度疋對(duì)應(yīng)延伸率之間的應(yīng)變速

16、率的均值，見(jiàn)公式（4）:pi = Means（tRpl）- （4）1.2.5從加工硬化區(qū)到抗拉強(qiáng)度之間的工程塑性應(yīng)變速率值的波動(dòng)范圍應(yīng)控制在應(yīng)變速率目標(biāo)值的 30%以內(nèi)（見(jiàn)附錄A）。當(dāng)最大力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變率大于5%時(shí)，實(shí)際應(yīng)變速率的平均值推薦在目標(biāo)應(yīng)變速 率的5%以內(nèi)，當(dāng)最大力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變率小于5%時(shí)，記錄實(shí)際應(yīng)變速率到報(bào)告中。8. 1.3應(yīng)變速率的確定8. 1.3. 1作為對(duì)比，在初始（彈性變形）階段的實(shí)際應(yīng)變速率通常比名義應(yīng)變速率要低；名義應(yīng)變速 率通過(guò)從規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度兄到抗拉強(qiáng)度足范圍內(nèi)的偏離值可測(cè)得，測(cè)試數(shù)據(jù)的偏離性取決于測(cè)試設(shè) 備和夾具的剛度。試樣在均勻變形之后的頸縮，將造成局部真實(shí)應(yīng)變

17、速率的劇烈增長(zhǎng)，這一現(xiàn)象受諸如 明顯的屈服強(qiáng)度、加工硬化性、可塑性等材料本身特性的強(qiáng)烈影響。8. 1.3.2高應(yīng)變速率拉伸下疊加了振蕩的應(yīng)變速率，使對(duì)應(yīng)變速率的精確描述變得困難。因此，當(dāng)對(duì) 高應(yīng)變速率拉伸中應(yīng)變速率這一特征數(shù)值進(jìn)行修正時(shí)，要具體分析拉伸情況。實(shí)際應(yīng)用中不要求區(qū)分名 義工程應(yīng)變速率（公式1）和平均工程應(yīng)變速率（公式2）時(shí)，可分別按照兩個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)二者 出現(xiàn)強(qiáng)烈偏差之時(shí)，須通過(guò)實(shí)測(cè)工程應(yīng)變速率（公式3）確定應(yīng)變速率。推薦采用公式4確定塑性應(yīng)變 速率。8. 2力的測(cè)量8. 2. 1高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)時(shí)高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)時(shí)，載荷通過(guò)助動(dòng)缸傳遞到樣品。隨著加載速率提高，樣品與試驗(yàn)設(shè)

18、備的載荷 振蕩也會(huì)加劇。這些振蕩可沿長(zhǎng)度方向或彎曲方向傳播，并被作為疊加的應(yīng)力信號(hào)記錄，并最終反應(yīng)在 力-位移曲線上。此外，材料的固有振蕩在形變過(guò)程中也將產(chǎn)生并疊加在載荷信號(hào)上。8. 2. 2棒材測(cè)試棒材測(cè)試通常采用螺紋夾具連接設(shè)備和試樣，為盡可能消除附加夾具帶來(lái)的影響，應(yīng)檢查夾具的對(duì) 中性，按照J(rèn)JG 4752008的0. 5級(jí)檢定要求。與設(shè)備連接的夾具材料應(yīng)選擇比剛度好，強(qiáng)度高的材料， 夾具推薦使用鈦合金材料，硬度（2838） HRC,以減少夾具的固有震蕩信號(hào)。夾持端螺紋長(zhǎng)度盡可能 長(zhǎng)，推薦2LC,夾持螺紋端全部擰入夾具內(nèi)，并且留有5毫米光滑區(qū)域在夾具外。夾持段尾部與夾具的 尾部留有（35

19、）毫米空隙，并且使用擰緊螺母消除螺紋間隙。推薦的螺紋夾具及使用見(jiàn)附錄B。8. 2.3應(yīng)變片的使用標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com #標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com 標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-20218. 2.3. 1應(yīng)變速率100S4時(shí)，在試樣固定夾持端的下部或者在工裝上僅發(fā)生彈性變形的區(qū)域貼應(yīng)變 片進(jìn)行力的測(cè)量。8. 2. 3. 2為了確定彎曲效應(yīng)產(chǎn)生的振蕩所占比例，可以在試樣兩側(cè)放置應(yīng)變片并分別分析兩側(cè)的信號(hào)， 以便在必要時(shí)分別進(jìn)行測(cè)

20、量。8. 2. 3. 3貼應(yīng)變片的試樣是通過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)方式標(biāo)定，校準(zhǔn)系數(shù)可通過(guò)試樣加載到屈服強(qiáng)度或規(guī)定塑性延 伸強(qiáng)度7?p的2/3應(yīng)力下的試驗(yàn)確定。應(yīng)變片標(biāo)定時(shí)R20. 999o8. 2. 3. 4貼應(yīng)變片前需進(jìn)行外觀檢查和阻值測(cè)量。外觀檢查可憑肉眼或借助放大鏡進(jìn)行，敏感柵應(yīng)無(wú) 銹斑、缺陷、排列整齊，基底和覆蓋層無(wú)損壞、引線完好。同一次測(cè)量的應(yīng)變計(jì)，靈敏系數(shù)必須相同。 8. 2. 3. 5貼片過(guò)程中保持清潔，粘貼好的應(yīng)變片應(yīng)保證位置準(zhǔn)確，粘結(jié)牢固、膠層均勻、無(wú)氣泡。8. 2. 3. 6貼片質(zhì)量檢查包括電阻和絕緣電阻測(cè)量。測(cè)量各接線端子之間的電阻值，以檢查應(yīng)變片和焊 接后的連接質(zhì)量；測(cè)量應(yīng)變片和端子

21、與試樣之間的絕緣電阻，如有電阻不絕緣，需要重新貼應(yīng)變片和端 子。8. 2. 4力的米集頻率1對(duì)于應(yīng)變速率CLOs1的試驗(yàn)，上限頻率fu (-3dB)應(yīng)大于10 kHz o8. 2. 4. 2應(yīng)變速率更高時(shí)，人應(yīng)滿足公式(5):/u10008.2.5測(cè)試應(yīng)變?nèi)绻麥y(cè)試力的同時(shí)還需要測(cè)試應(yīng)變，設(shè)備需要連接額外的數(shù)據(jù)傳輸線，試驗(yàn)前需檢查所有的連線是 否牢固連接，尤其是信號(hào)觸發(fā)線。8.2.6測(cè)試前每次測(cè)試前先在靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)上低應(yīng)變速率拉伸，然后在高速試驗(yàn)機(jī)上以同樣的速率拉伸同一批次的 試樣檢驗(yàn)設(shè)備。靜態(tài)試驗(yàn)按照GB/T 228. 12010規(guī)定進(jìn)行。8.3應(yīng)變的測(cè)量8. 3. 1 一種測(cè)量方法整個(gè)測(cè)試過(guò)程

22、只用一種測(cè)量方法，在高精度測(cè)量要求下也可以采用多種測(cè)量方法相結(jié)合的方法。對(duì) 于彈性應(yīng)變范圍內(nèi)的試驗(yàn)，如果足以反映材料的性能，初始測(cè)量長(zhǎng)度Le可短于標(biāo)距Lq。不推薦通過(guò)液 壓活塞信號(hào)測(cè)量應(yīng)變的方法。8.3.2同步觸發(fā)應(yīng)變測(cè)量設(shè)備需與拉伸試驗(yàn)機(jī)同步觸發(fā)。斷裂延伸率的確定，可采用試驗(yàn)前在樣品表面標(biāo)記的方式， 其前提是這些標(biāo)記不會(huì)對(duì)拉伸試驗(yàn)造成影響。8.3.3三維測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. com標(biāo)準(zhǔn)分享口巴 http:/www. bzfxb. comT/CSAE 233-2021標(biāo)準(zhǔn)分享口

23、巴 http:/www. bzfxb. com當(dāng)采用光學(xué)引伸計(jì)時(shí)，大截面的棒材拉伸受到離面位移的影響，散斑扭曲導(dǎo)致跟蹤不了散斑變化產(chǎn) 生測(cè)量誤差或試驗(yàn)失效。如果出現(xiàn)應(yīng)變采集結(jié)束早于應(yīng)力采集結(jié)束時(shí)間，推薦使用2臺(tái)相機(jī)進(jìn)行三維測(cè) 試。8. 3.4散斑制作8. 3.4.1為提高散斑附著力，在散斑制作之前需使用酒精等有機(jī)溶劑清潔被測(cè)物表面；選用啞光自動(dòng) 噴漆，并優(yōu)先考慮制作白底黑點(diǎn)散斑以獲得更好的散斑對(duì)比度；制作白色底色需盡量薄而均勻，以覆蓋 被測(cè)物底色為準(zhǔn)；待白色底色風(fēng)干后再進(jìn)行黑色散斑點(diǎn)噴涂制作。8. 3. 4. 2推薦最佳散斑顆粒大小為（35）像素，且大小均勻。若高速相機(jī)橫向分辨率為10pixe

24、ls, 對(duì)于100 mm視窗范圍，則散斑顆粒大小應(yīng)為（0.30.5） mm,以此類推。最佳黑色散斑點(diǎn)密度為50%， 視覺(jué)效果為黑白點(diǎn)各一半，如圖2所示。說(shuō)明：低質(zhì)量的散斑會(huì)帶入誤差，甚至?xí)?dǎo)致相關(guān)計(jì)算失敗。為防止散斑脫落，建議將制作好散斑的試樣在40 分鐘內(nèi)測(cè)試完畢。圖2應(yīng)變測(cè)試用的散斑照片8. 3.4.3對(duì)于3維應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)（雙相機(jī)），測(cè)試前必須進(jìn)行標(biāo)定。選擇合適的視場(chǎng)大?。桓鶕?jù)試樣上感興趣區(qū)域大小及變形量來(lái)確定視場(chǎng)大小，二者尺寸接近 為最佳。選擇大小合適的標(biāo)定物，以接近視場(chǎng)大小為最佳。確定相機(jī)夾角，通常選擇1230之間；夾角越小，面內(nèi)位移精度越高，但離面位移測(cè)量 的不確定度增加；反之，夾角

25、越大，離面位移精度越高，但面內(nèi)位移不確定度也會(huì)增加。 選擇合適的光圈大?。还馊υ叫?，景深越大，選擇合適的光圈大小來(lái)獲得需要的景深，以保 證在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中試樣圖片成像清晰，尤其對(duì)于具有較大面外變形的試驗(yàn)。 兩個(gè)相機(jī)優(yōu)先考慮固定在同一個(gè)穩(wěn)固的剛性支架上，如圖3所示；對(duì)于不得不分別固定兩個(gè) 相機(jī)的情況，需要保證兩個(gè)相機(jī)的相對(duì)位置在標(biāo)定后不發(fā)生改變。選用合適的光源；為了獲得清晰明亮的有效圖片，在采集過(guò)程中需要進(jìn)行補(bǔ)光，推薦高亮LED 光源，在測(cè)試準(zhǔn)備就緒后開(kāi)啟光源，同時(shí)在補(bǔ)光時(shí)需要注意光照的均勻性及避免眩光。T/CSAE 233-2021 T/CSAE 233-2021固定的標(biāo)定物采集順序；最后完成

26、標(biāo)定需要在不同相對(duì)位置采集標(biāo)定物的圖片導(dǎo)入至數(shù)字圖 像處理軟件中計(jì)算出標(biāo)定結(jié)果，為了保證數(shù)字圖像處理系統(tǒng)標(biāo)定的重復(fù)性，建議在每次采集 標(biāo)定物的圖片時(shí)采用固定的位置順序。圖3兩相機(jī)固定在同一剛性支架上8.3.5圖像采集1對(duì)于數(shù)字圖像處理系統(tǒng)在高速測(cè)量時(shí)的圖像采集，為了避免運(yùn)動(dòng)模糊相片帶來(lái)計(jì)算和精度問(wèn) 題，需要特別注意相機(jī)曝光時(shí)間的設(shè)置。一次曝光期間試樣最大允許運(yùn)動(dòng)位移應(yīng)為(0. 10.3) pixelo 一次曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)的位移Y計(jì)算如下(如公式6):式中：一次曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)的位移(pixel);速度(nun/s);P 圖像尺度(pixel/mm)；T 一曝光時(shí)間(s)。其中，P = Cp/Cs (

27、7)式中：Cp 相機(jī)橫向分辨率(pixel):Cs 相機(jī)橫向視窗大小（mm）。8. 3. 5. 2在3D數(shù)字圖像處理高應(yīng)變速率測(cè)試中，兩臺(tái)相機(jī)之間的觸發(fā)同步性宜使用硬件觸發(fā)模式。 8.4校準(zhǔn)應(yīng)對(duì)力值傳感器或力值校準(zhǔn)傳感器、橫梁位移傳感器、同軸度、速度等參數(shù)進(jìn)行定期校準(zhǔn)；對(duì)應(yīng)變 測(cè)試裝置的準(zhǔn)確度和精度進(jìn)行定期校準(zhǔn)。校準(zhǔn)周期不超過(guò)1年。8.5數(shù)據(jù)采集與原始數(shù)據(jù)記錄力與應(yīng)變的數(shù)據(jù)采樣頻率應(yīng)至少為上限頻率的四倍。這些數(shù)據(jù)即為試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，隨后的計(jì) 算可采用其中部分?jǐn)?shù)據(jù)。引伸計(jì)系統(tǒng)的采樣頻率人應(yīng)考慮試樣斷裂時(shí)間。當(dāng)應(yīng)變速率名100/時(shí)，所取 得的應(yīng)變有效數(shù)據(jù)大于力值的采樣數(shù)據(jù)，當(dāng)應(yīng)變速率100時(shí)，應(yīng)變

28、的有效采集低于力值的采樣數(shù)量， 但建議不低于100個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)，否則不能有效測(cè)出彈性模量。6試驗(yàn)次數(shù)每種測(cè)試條件下進(jìn)行三次有效試驗(yàn)，所有斷裂需在標(biāo)距內(nèi)。若所得結(jié)果的關(guān)鍵值彼此偏差大于10%， 則需進(jìn)行兩次額外的試驗(yàn)。9試驗(yàn)評(píng)價(jià)1應(yīng)力-應(yīng)變曲線1. 1類似于準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的載荷、伸長(zhǎng)率和應(yīng)變都是測(cè)量得到的。 9.1.2數(shù)據(jù)處理通常有四種處理方式：無(wú)過(guò)濾法，平均值法，多項(xiàng)式法，光順樣條法。平滑方式的選 擇取決于不同的先決條件，例如，曲線的形式、振蕩的幅度或測(cè)得值的量值與分布。曲線平滑過(guò)程有丟 失信息的風(fēng)險(xiǎn)，因此在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)注明是否采用以及采用何種數(shù)值濾波與曲線預(yù)處理辦法；并且優(yōu)先

29、與委托試驗(yàn)者協(xié)商處理方法，否則建議按照無(wú)過(guò)濾處理。任何利用計(jì)算方法平滑曲線時(shí)，須注意保證測(cè) 量曲線的特征點(diǎn)。因此，降低或避免試驗(yàn)信號(hào)的振蕩是選擇測(cè)力方法的重要參考依據(jù)。通常情況，測(cè)力 點(diǎn)離標(biāo)距段越遠(yuǎn)，拉伸速率越高，產(chǎn)生的振蕩也越大，測(cè)試結(jié)果需試驗(yàn)需求方自行解讀。9.2測(cè)定關(guān)鍵結(jié)果9.2.1通過(guò)高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)所獲得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可以計(jì)算出屈服強(qiáng)度規(guī)定塑性延伸強(qiáng) 度7?p、抗拉強(qiáng)度7?m，最大力塑性延伸率和斷后伸長(zhǎng)率A等關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。2. 2規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度/?pa_2定義為規(guī)定塑性延伸率為0. 2%時(shí)的應(yīng)力，此外其他應(yīng)變下的規(guī)定塑性延 伸強(qiáng)度應(yīng)附上下腳標(biāo)說(shuō)明所規(guī)定的塑性延伸率（如1%、2%、3%）。若因振蕩的振幅過(guò)大（超過(guò)5%Rm 時(shí)）等原因造成&0_2無(wú)法判定之時(shí)，可采用更高應(yīng)變水平對(duì)應(yīng)的規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度替代當(dāng)屈服強(qiáng) 度增高時(shí)，其振蕩的振幅變小，其測(cè)量不確定度也降低。2.3和上屈服強(qiáng)度不同，高應(yīng)變速率拉伸時(shí)材料的下屈服強(qiáng)度7?e是一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。定義為材料 屈