如何准确获得应变速率0.001/s 至1000/s区间的应力-应变曲线

在应变速率0.001/s至1000/s区间内，要获得不同数量级下的应力-应变曲线，需要不同的测试设备，即准静态万能材料试验机和高速拉伸试验机。准静态万能材料试验机可满足应变速率0.001/s至10/s（准静态拉伸应变速率）下的测试，高速拉伸试验机可满足应变速率10/s至1000/s（高速拉伸应变速率）下的测试。

所以，“如何获得应变速率0.001/s 至1000/s区间的应力-应变曲线”这一问题，可转化成“如何将两套工作原理不同的测试设备测得的结果完美且可靠地整合在一起”。回答此问题，需要从以下四个方面进行设计。

试样几何尺寸不一样，尤其是试样的平行部长宽不一样，即使是同一台测试设备，获得的测试结果也会不一样。因此在不同的测试设备上进行测试，试样的平行部长宽必须一致。

我们知道高速拉伸试验机具有其倔强性（局限性），所以试样的设计只能以高速拉伸试样为基准，设计准静态拉伸试样，让准静态试验机的试样迁就高速拉伸试验机的试样，没有其他选择。准静态拉伸试样的平行部长宽与高速拉伸试样的平行部长宽一致，只是试样个子（总长）高些。

在常规拉伸试验中，应变测量设备一般有机械接触式引伸计、激光引伸计、光学应变测量系统等。既能用于准静态拉伸测试又能用于高速拉伸测试，当属激光引伸计和光学应变测量系统。论测量信息的丰富度，似乎光学应变测量系统又要胜一筹。为了获得应变速率0.001/s 至1000/s区间可靠的应力-应变曲线的一方-应变,暂且选用光学应变测量系统作为应变的测量设备。

如果没有以上所提的应变测量设备，可以考虑尝试大应变的应变计。曾用满量程10%应变的应变计测出15.5%的应变，也是奇特之事。由于后来用光学应变系统，没再进行大应变计的实验，也没对此结果进行进一步验证，也是遗憾。

如果手头上什么应变测量设备也没有，也不能用衡量位移计算应变。

为什么准静态拉伸试样总长要比高速拉伸试样总长要长？这与准静态拉伸试验机的夹持系统有关。相对于高速拉伸试验机的夹持系统，准静态拉伸试验机的夹持系统要庞大些，小小试样被夹在里面，要是试样个子不高些，光学应变测量系统看不见。

为了获得应变速率0.001/s -1000/s之间每个应变速率的测试，需要不同的力值测量设备。准静态拉伸试验机和高速拉伸试验机工作原理不同，要将此两套测力设备的测试结果有机的整合，需要对其测试结果进行验证。

验证方法是测试试样规格相同（试样平行部长宽一致，夹持端长度不同），测试速率相同，测试材料相同（同一张板料上取样），应变测量设备相同，就是测力设备不同。试验后，对标两套力值测量设备所获得的应力-应变曲线的一致性。

如何获得应变速率0.001/s 至1000/s区间的应力-应变曲线的第四个设计-同步出发与同步采集，明天继续。

光学应变测量系统负责应变的测量，准静态拉伸试验机或者高速拉伸试验机负责应力的测量，将应变和应力合在一起，需要解决应变和应力同步采集的问题。

对于准静态拉伸试验，光学应变测量系统与准静态拉伸试验机相互配合，做到数据同步采集不难。由于拉伸速度较慢，即使两者采集开始时间相差几微秒，在最后的结果-应力-应变曲线上，也很难看出区别。但对于高速拉伸试验，如果光学应变测量系统与高速拉伸试验机数据采集开始时间相差几微秒，结果则会被改写。

应变和应力数据同步采集

应变采集相对于应力采集提前0.000024s

那么如何做到数据同步采集，不同的设备，处理细节不一样。在此需要提到同步触发的概念，设备采集数据，需要获得一个触发指令，才开始采集数据，找到触发信号，也就掌握了数据同步采集了。

至此，关于“如何获得应变速率0.001/s 至1000/s区间的应力-应变曲线”已经分享完了，从试样设计、应变测量、力值校准、同步采集等四个方面，开启一场高速拉伸测试之旅吧。