应力应变曲线分析

求助一下大家，客户要求提供真实应力应变曲线和工程应力应变曲线，现在我们用的是Zwick 10t的拉伸试验机，不知道如何让试验机绘制真实应力应变曲线，而且不知道能不能把这两个曲线弄到一张图上。

客户要求提供真应力-应变曲线，原来都是提供力-变形曲线的。真应力-应变曲线是否就是应力-应变曲线？

[back=#00b0f0][/back][img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p3-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/dbcfe59c0b32483a9206d9b5264fd3c1?from=pc[/img][back=#f6f9fd]摘要：[/back][back=#f6f9fd]在通常的汽车碰撞CAE仿真分析中,需要用到应变速率从0.01～100 s-1全应变速率下甚至更高应变速率下的应力-应变曲线。当测试速率达到1 s-1甚至更高时,数据的获得就变得困难起来。通常有两种方法:采用方程拟合法 采用液压原理的高速拉伸试验机测试。结果表明，采用方程拟合的方法可以得到比测试得出的最高应变速率高出两个数量级的曲线及特征值；对于达到峰值应力后应力变化较小的曲线,方程拟合法准确性较好，对于达到峰值应力后应力降低或增加的材料，方程拟合法的准确度稍弱。[/back][align=center][/align]关键词：高速拉伸 方程拟合法 直接测试法 非接触式引伸计 CAE分析汽车在进行碰撞过程中,整个过程只有0.1～0.2 s,会产生大量的能量吸收与转移,而这个能量吸收与转移的能力与材料有关。然而困扰汽车设计的一大难题就是选材。现阶段,车用材料制备结构件需要前期进行更多的模拟试验,CAE动态分析是不可或缺的。而车用材料CAE分析面临着动态拉伸数据获得难的问题,也就是说高应变速率下(如应变速率大于1 s-1)的应力-应变曲线获得相当困难。需要材料在高应变速率下的拉伸数据。目前国际上针对非金属材料的高速拉伸测试方法主要有两个:采用ISO 18872:2007《塑料高应变速率下的拉伸性能测试》(由金发科技股份有限公司联合其他单位已经将其等效转化为国家标准发布,以下简称方程拟合法)和采用高速拉伸试验机直接进行测试——直接测试法。方程拟合法是针对塑料高速拉伸测试的标准,计算出塑料在高速下的力学性能。而直接测试法主要是指使用高速拉伸设备直接测试。[align=center][/align][color=#346eb7]01测试原理[/color]方程拟合法:依据ISO 527-2:2012,拉伸应力-应变曲线在0.1～100 mm/s选定速度下测试获得。同时,测量泊松比随应变的变化。由测试结果,可计算出各应变速率下的真实应力和真实塑性应变值。通过数学函数方程可对各应力-塑性应变曲线进行准确模拟。同时,也可以建模分析此函数中的参数随应变速率的变化,从而外推得出较高应变速率下的参数值。通过计算就可获得较高应变速率下的应力-应变曲线。直接测试法:通过设置应变速率或测试速度、接触力、数据采集频率等参数,使用高速拉伸试验机,沿试样纵向主轴恒速拉伸,直到断裂或应力(负荷)或应变(伸长)达到某一预定值,测量在这一过程中试样承受的负荷及其伸长。[color=#346eb7]02方程拟合法[/color][b][color=#ff8124]2.1　低速下特征数据的测试[/color][/b]1)　测试速度选择:试样在0.1,1,10 mm/s速度下进行测试。2)　测试样品:对于在屈服应变以下的性能测试(见ISO 527-2:2012),可使用ISO标准中的1A,1B或1BA试样。3)　测试设备选择:对设备的一般要求见ISO 527-1:2012。当测试速度达到10 mm/s以上时,通常要使用液压伺服式测试设备。为顺应大多数厂家的条件,测试时采用的设备为普通拉力机。[b][color=#ff8124]2.2　结果计算[/color][/b]在选定的测试速度0.1,1,10 mm/s下进行拉伸测试,得出达到屈服应变前的工程应力σ,工程应变ε、拉伸模量E和泊松比μ。根据式(1)计算各应变下的真实应力σT:[img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p6-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/66546996b6f5446cbe10899be29cb0b9?from=pc[/img][align=right](1)[/align]式中:σ为工程应力 μ是由工程应变计算的泊松比。根据式(2)计算真实应变εT:[img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p6-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/4b53cfd50166404c8b22f0fbf14e55b2?from=pc[/img][align=right](2)[/align]根据式(3)计算各应变下的真实塑性应变A:[img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p3-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/2a452345dabb46348dddd8b3f4ccb12c?from=pc[/img][align=right](3)[/align]式中:εe为弹性部分的应变,考虑到εe?1时不用再计算真实弹性应变,因此式(3)做了这样的近似处理。[b][color=#ff8124]2.3　应力塑性应变曲线建模分析[/color][/b][color=#ff8124]2.3.1　低速下参数拟合[/color]根据式(4)进行拟合。拟合模型派生出的参数σ0，σf，B，β的数值,从而使每一测试速度下的真实应力σT与计算得出塑性应变A能够很好地契合。[img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p1-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/011433bece884a1db7393cae475e59dc?from=pc[/img][align=right](4)[/align]式中:σ0表示无塑性应变时的应力,其值取决于代表应力-应变曲线的线性段的斜率E,σf是高塑性应变时的极限应力。参数B和β决定平均塑性应变及应变范围,在这个范围内,真实应力随着真实塑性应变的增加而增加。[color=#ff8124]2.3.2　高速下方程参数拟合[/color]将参数σf(每一测试速度下)与塑性应变速率的对数作图。将数据进行最佳的线性拟合,并将直线外推至最大测试速率以上两个数量级的应变速率。在此范围内可通过图形或以下公式得出任一应变速率下的σf 的值:[img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p1-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/a84ed35824264686a35416f6ed88ff75?from=pc[/img][align=right](5)[/align]式中:C为应力轴上的截距 a为曲线斜率。计算有效塑性应变速率A′ 时,可以通过计算峰值应力下的塑性应变随时间的变化速率,如没有峰值应力则采用屈服应力。通过在不同应变速率下的试验数据拟合式(4)的参数值,获得每一个参数的平均值,从而得出参数σ0,σf,B，β的单一数值。[b][color=#ff8124]2.4　高应变速率下材料的应力-应变曲线[/color][/b]根据方程拟合法的原理可知,采用方程拟合法得到高应变速率下的应力-应变曲线,需要用到式(4),而式(4)适合于带有屈服的样品的拟合。因此对于脆性材料便不适合应用此公式得到高应变速率下的应力-应变曲线。对于聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)韧性材料,可以采用方程拟合法得到高应变速率下的应力-应变曲线。根据测试所得数据,将某PP材料以及某PC材料使用式(4)以及式(5)进行拟合的各参数如表1所示。[align=center]表1　拟合得出的参数[/align][img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p3-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/6117d354716a41d0b81e4ffbc7fa0588?from=pc[/img]根据上述拟合的参数,得出高应变速率下的PP，PC应力-应变曲线,如图1，2所示。图1，2中曲线1，3，5分别为0.1，1，10 mm/s速度下测试所得的结果，曲线2，4，6分别为0.1，1，10 mm/s速度下根据式(4)拟合的结果，曲线8，10为采用式(4)与式(5)拟合的结果。[color=#346eb7]03[/color][color=#346eb7]直接测试法[/color]通过设置应变速率或测试速度、接触力、数据采集频率等参数,使用高速拉伸试验机直接进行测试。测试设备应至少可以进行12 m/s速度下的拉伸测试。为实施此速度下的拉伸测试,设备应采用液压伺服式,实际测试速度允许偏差在±15%以内。可见测试装置的设计是非常重要的,使用高硬度的测力传感器(如压电式的)和轻质高刚度的部件是必要的。对于引伸计的选择,通常选择非接触式的引伸计。且引伸计的数据采集频率需要足够高。采用直接测试法得出PP，PC在100，1 000 mm/s测试速度下的结果(图1，2中曲线7，9)。测试设备:Zwick/Roell HTM 2512型高速拉伸试验机 设备测试速度范围:0.0001～12 m/s 引伸计:非接触式光学引伸计。[img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p6-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/4789d25a65d94e5d87b5df466682d0b5?from=pc[/img][img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p1-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/5899018541ef4d27915483314e45059a?from=pc[/img][align=center]图1　PP材料的真实应力-真实应变曲线[/align][img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p6-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/13a12a741fe1467d8a9bb253abf2cafc?from=pc[/img][img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p6-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/52d4386c1dca4fa5baef3cbe192b18f8?from=pc[/img][align=center]图2　PC材料的真实应力-真实应变曲线[/align][align=center][/align][color=#346eb7]04 分析与讨论[/color]两种方法均可以得出高应变速率下的应力-应变曲线,其在操作过程中差异明显,但在结果上,对于进行测试的两种材料而言,差异不大。由图1,2可见,采用方法拟合的曲线与采用直接测试得出的曲线在100,1 000 mm/s(高于最高测试速度两个数量级)时吻合情况尚可,对于CAE模拟所需的关键数据可以得出较准确的值。但是仔细观察两个曲线,发现对于PP材料而言,随着应变的增加,应力增加到最大值后变化幅度较小,而采用方程拟合法拟合时,由于方程本身的特性,达到屈服应力后,应力变化小,不会出现增加或降低很大的情况,与材料实际测试曲线吻合较好。而观察PC的测试曲线时发现，PC材料本身的应力达到最大值后,由于材料本身的原因塑性段会出现一个急速的力值降低再升高的过程,而式(4)本身描述的曲线确是塑性应变很小的,可见,对于曲线类似PC类(塑性段应力值降低)的材料采用式(4)很难达到很好的拟合效果,但是对于弹性段和应力的拟合是可以接受的。然而,在应力峰值出现后,受材料分子排布的刚性影响,真实应力随着应变增加或降低的材料也是较多的，如果真的要达到一致性较高的模拟,可以建议在式(4)的基础上加一个类似抛物线的参数项得到，即[img=车用PP高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究]https://p3-tt.byteimg.com/origin/pgc-image/5dbb3c6963c04605b96702b456bce8d1?from=pc[/img][align=right](6)[/align]其中,δ用来描述在应力出现峰值之后的应力下降,F为应力最小时的塑性应变值,H是高塑性应变时的极限应力。式(6)中的参数H仍然比式(4)中的σf稍大一些,因为要弥补由加入类抛物线参数项而引起地峰值之后的应力值降低。然而经过试验证明,即使是添加了类抛物线的参数项,仍然很难达到类似前文中PP材料拟合的一致性,对于达到应力峰值后应力增加或降低的材料,无论是哪种CAE软件中的本构关系,都很难达到一致性较高的拟合。因此,采用方程拟合法只能近似的模拟而不能完全替代高速拉伸测试仪给出的实际测试结果。[b][color=#346eb7]05 结论[/color][/b][color=#ff8124]经过理论分析与试验证实:[/color]1)　采用所述的方程拟合的方法可以得到比测试得出的最高测试速度(应变速率)高出两个数量级的测试速度下(应变速率下)的曲线及特征值。2)　对于选用的PP材料而言,采用方程拟合的方法得出的数据与实际采用高速拉伸测试仪得出的数据吻合情况较好,对于CAE模拟所需的关键数据可以得出较准确的值 但是对于选用的某PC材料而言,两种方法得出的数据有差异,且此差异可能会影响后续应用于CAE仿真分析的结果。经过多次验证,无论是采用哪种CAE软件中的本构关系,对于达到峰值应力后应力降低或增加的材料, 都很难得到实际测试曲线与拟合曲线结果一致性很高的曲线,乃至根据方程的缺陷做了一些改变,按照现有的技术,仍然很难得到一致性很好的拟合,可见采用方程拟合法最终只能近似的模拟而不能完全替代高速拉伸测试仪给出的实际的测试结果。3)　采用方程拟合法测量的材料性能数据精度还不能评估。欲使用方程拟合法获得高应变速率下的应力-应变数据时,建议低速下的拟合的精度尽量高。

想问一下，应力和应变的曲线是怎么做出来的?在连续拉伸的过程中,不断变化拉力F,看材料的应变吗?那怎么测量到应力不变的时候,应变也在不断的变化这一情况的.这个转变怎么能够得到得到的应力是不是用F除以原始的横截面的面积?而不是形变后的横截面面积有没有方面的资料,告诉我在什么地方,谢谢!

DMA测试应力应变曲线选用哪个模式啊，相应的物理量怎么设定啊，为什么我总是测试出一条斜线就完了。

研究中需要获得压缩过程中材料的真应力-- 真应变曲线，但实际中发现试验机系统误差非常大，材料弹性模量与理论值差3倍以上，如何解决？材料直径5mm，高度5mm。试验过程中，将材料放在两块WC头之间，用引伸计测量变形。

‘有奖问答’对错题：高分子物的应力-应变曲线分为五类：柔而弱、柔而韧、刚而脆、刚而强、刚而韧。（ ）

木材DMA实验，得到温度和损耗模量、储能模量、损耗因子曲线，怎么得到应力应变曲线，求大神帮忙，有意者联系915978917

主要问题就是不能显示应变应力曲线，虽然我们的灰铁只要求抗拉强度和延伸率，但是应力应变曲线界面是空的，变形试验力曲线也是空的，只有时间试验力曲线，不知道是怎么回事，师傅们指点一下吧，不胜感激

AC7101标准中规定:If the specification does not reference a specific strain rate, the strain rate for both room and elevated temperature tensile testing is to be 0.003 to 0.007 inch/inch/minute through yield, and 0.05 inch/inch/minute after yield, with the yield point being determined at 0.2% offset, unless specified otherwise.拉伸试验中应力应变速率屈服前为0.003到0.007 in/in/min，屈服后的速率为0.05in/in/min.而新三思给我们设定的移动速率为2mm/min,这是如何转换的?是否符合以上规范要求?国产设备可以实现应力应变速率控制吗?

在屈服平台阶段，应力竟然下降，想知道原因？求助下

做试验机软件，采集到力跟伸长的数据，用计算机怎么才可以把屈服点挑出来，把屈服点的应力应变用算法查找出来

剪切应力和剪切应变为什么不成正比

GB/T 528-2009 硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=174090]GBT 528-2009 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定.pdf[/url]

Proto X射线衍射残余应力分析系统依据的原理是晶体物质晶面间距与入射波长和波峰角衍射之间存在着以下定量关系，即布拉格定律： 2d sinθ = λ。 其中 d 为晶体的晶面间距，λ为入射X射线波长，θ为最大波峰衍射角。当晶体的晶面间距在受应力σ发生变化时，由测角仪测量θ的变化，就可以得到晶面间距变化或应变Δd，继而由物质模量得到物体所受应力。Proto iXRD——便携式残余应力分析系统是世界上最小、最轻和最快的x射线衍射应力分析系统。作为测试残余应力特性领域的先锋，Proto开发了作为该领域内经典的iXRD。 iXRD有着模块化的软件，界面友好、简单，容易操作。内置应用程序，能被连接和同步运行，允许连接四个iXRD同时运行。另外iXRD-COMBO 实验室/便携式综合应力分析系统。既可作为实验室用又可在野外用，使iXRD更具灵活性。iXRD-COMBO联合了实验室系统的便利、安全和iXRD的多种功能。世界上没有其他象iXRD-COMBO的系统。X射线衍射残余应力分析系统可用于测量残余应力、外加应力、静载应力、总应力、残余奥氏体。

求助各位朋友，有谁知道以下这个设备是那个生产厂家的，请加我，谢谢非接触式应变位移视频测量仪:一、性能要求1. 非接触式应变位移视频测量分析软件，用于处理摄像机视频图像信息，测量全场应变位移；2. 控制软件配置开放接口，可加配红外热像仪控制节点；3. ★所有测试数据，能够与MTS共享。二、技术参数1. 可测量参数：包括应变、位移、泊松比、拉伸/压缩模量、应力-应变曲线等。2. 仪器专用CCD摄像，象素≥1380x1024，15fps，1394b。3. 专用镜头(6-19mm标距，70mm物距)4. 结构监测镜头焦距50mm，25mm5. 测量间距：不小于500mm6. 标距可调：最小不大于5mm，最大不小于150mm7. 视频扫描频率：不小于100次/秒。8. ★测量位移分辨率：不大于0.05微米（可用MTS检测）；9. ★应变分辨率：不小于5个微应变（可用MTS检测）10. 提供数字和模拟信号的输入和输出。模拟输入： 16单/8双通道；分辨率：16位；电压范围：+/-0.2V到+/-10V 模拟输出：通道：2 ；分辨率：16位电压范围：+/-10V 数字输入：通道：4 ；数字输出：通道：4 三、仪器配置1. ★一体化视频测量仪（含主机、摄像机及镜头、视频光源）；2. 笔记本电脑： 13’屏；CPU i5；硬盘500G ；内存4G；独显2G；配三脚架。

非接触式应变位移视频测量仪在材料力学性能测试领域，对于一些特殊的实验，测量被测物体的变形和位移非常困难。比如： 测量断裂伸长（断裂会破坏传感器） 测量压缩模量 测量疲劳实验（引伸计可能会打滑，或者应变片自身会疲劳）采用非接触式的视频测量仪或许可以解决您的问题。技术参数：1. 测量精度：位移分辨率：0.05微米应变分辨率：5个微应变2.测量参数：应变、位移、泊松比、拉伸/压缩模量、应力-应变曲线等等3.标距可调：可以测量柔软、细小的材料

请教各位老师，一般文献上看到的应变扫描曲线（横坐标为应变，纵坐标为模量）是先平后降的，如何解释这种现象？

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=154238]GBT15970.7-1995金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第7部分慢应变速率试验.pdf[/url]

GB/T 228方法A 采用应变应变位移曲线跳动台阶，你们也是这样吗？我才刚刚开始学这个，问厂家说正常。我看了好多人的曲线都没有这种台阶，现在比较迷惑。看了228标准，我这种应该符合方法A ，这种台阶的确使得曲线不好看。但是抗拉强度还有RP0.2都与我用全程位移控制2mm /min 结果相差不大。所以实际中大家都采用哪种比较多。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004281859507593_5016_4042175_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/04/202004281859507876_3479_4042175_3.png[/img]

最近跟着老板做材料应力分析老板给了个软件QUANTO不太回用啊有没有用过的给点意见或者建议要是有教程或者案例就最好了另外用XRD做应力分析,除了JADE还有什么比较好的软件大家推荐赐教下谢谢

求助: 请问谁有PPA分析TEM图像应变软件啊？他们学校的网站变更了，文章里提供的网站不管用，可以分享一下嘛，感谢！！！The Peak Pairs algorithm for strain mapping from HRTEM images

在文献上只看到利用荧光光谱分析如Al2O3等陶瓷材料的应力，但不知道有哪位知道除了陶瓷材料，荧光光谱是不是还可以用来分析其他材料的残余应力，尤其是界面处的生长应力，或者哪位有关于这方面的好的资料，以及荧光光谱分析分析应力的原理方面的资料，希望能够不吝赐教，小弟在这里先谢过了。

小弟最近要测试板材残余应力，实验设备是帕纳克MRD，分析软件是X’Pert stress ， 看了看软件操作说明，有一点看不懂，在双轴应力分析后，得出结果是，如图，小弟学浅，看不懂结果啊，到时哪个是应力啊，另外板材应力分析一般是采用单轴应力分析还是双轴应力分析呢，个人觉得应该是双轴应力分析，但是看不懂实验结果啊，悲剧http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109281520_319871_1634499_3.gif

求助：[color=#000000]EN ISO 3386-1-2010[/color]中文名称：软质泡沫聚合材料.压缩应力应变特性的测定.第1部分:低密度材料(ISO 3386-1-1986+修改件 A1-2010)

（一）恒温恒湿箱温度循环应力基本参数：基本参数主要有6个：①上限温度；②下限温度；③温度变化速率；④上限温度保温时间；⑤下限温度保温时间；⑥循环次数。（二）温度循环应力特性分析：在温度循环试验中，高低温交变试验箱内的气流均匀度是一个很重要的参数，该参数将影响产品的温度变化速率。这就要求在多个试验产品同时进行试验时，试验产品之间、试验产品与试验箱壁之间应有适当的间隔，以便气流能在试验产品之间、试验产品与箱壁之间自由循环。（三）温度循环应力诱发失效的机理及敏感元件：温度循环使不同膨胀系数的不同材料的膨胀情况不同，造成剥离、开裂、其敏感元件如油漆涂覆层等；温度循环使螺丝连接或铆接不牢的接头松驰，其敏感元件如螺丝、铆接部件等；温度循环使机械张力不足的压配接头松驰；高低温交变试验箱温度循环使材质差的钎焊接触电阻加大或诱发开路，其敏感元件如电阻元件等；温度循环使触点腐蚀和污染，其敏感元件如合金材料等。