应变速率对拉伸强度的影响

应变速率对３０４奥氏体不锈钢　

应变硬化行为的影响　

汪志福　。孔韦海　（１．新疆石油勘察设计研究院，新疆克拉玛依８３４０００；２．合肥通用机械研究院国家压力容器与　

管道安全工程技术研究中心，安徽合肥２３００３１；３．合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合　

肥２３０００９）　

摘要：３０４不锈钢属于非稳态奥氏体不锈钢，在应变强化过程中，应变温度、应变速率、应变量等均　

可改变应变诱发马氏体的转变量和转变速率及内部组织滑移线、形变孪晶、位错和层错密度的转变　量和转变速率，从而表现出不同的应变硬化行为。针对３０４奥氏体不锈钢，主要从应变速率敏感指　

数、应变硬化指数两方面，研究了应变速率对其室温应变硬化行为的影响。　关键词：应变速率；奥氏体不锈钢；应变硬化　中图分类号：ＴＨ４９；ＴＧ１４２；ＴＱＯＳＯ．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—４８３７（２０１３）ｏ７—０００６—０６　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—４８３７．２０１３．０７．００２　

Ｅｆｆｅｃｔ　０ｆ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｒａｔｅ　ｏｎ　３０４　Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌ　

Ｓｔｒａｉｎ　Ｈａｒｄｅｎｉｎｇ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　

ＷＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｆｕ　．ＫＯＮＧ　Ｗｅｉ—ｈａｉ　’　（１．Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｋａｒａｍａｙ　８３４０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈ－　ｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｎ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｖｅｓｓｅｌ　ａｎｄ　Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｒｅ—　

ｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ　２３００３　１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ　２３０００９，Ｃｈｉｎａ）　

包 装 工 程 第40卷 第13期 ·110· PACKAGING ENGINEERING 2019年7月

收稿日期：2019-03-06

基金项目：天津科技大学青年创新基金（2016LG27）

作者简介：雷鹏（1993—），男，天津科技大学硕士生，主攻包装动力学。

聚乙烯拉伸应变速率的本构方程改进及运用

雷鹏

（天津科技大学，天津 300222）

摘要：目的 对等密度、恒温条件下聚乙烯（PE）在不同应变率下的力学性能进行研究，改进原有本构

方程的应变率项。方法 使用万能材料试验机，测量不同拉伸速率下PE的应力-应变曲线，并研究随着

应变速率的增加，最大拉伸强度和断裂伸长率的变化趋势；基于Sherwood-Frost本构模型，对经典的热

激活机制Seeger模型添加幂函数项，实现应变率与应变的耦合；基于最小二乘法，采用Matlab软件拟

合本构模型参数，并将本构方程拟合结果与300，400，500 mm/min速率下的试验数据进行对比。结果 改

进后的本构模型拟合数据与试验结果具有更高的吻合度，最大误差为8.12%，出现在300 mm/min的速

度条件下。结论 随着拉伸速率的增加，PE材料的最大拉伸强度逐渐增加，断裂伸长率逐渐降低；改进

应变率项后，本构模型具有更高的拟合精度，能够为有限元分析提供准确的材料参数。

关键词：本构模型；应变率；拉伸；精度

中图分类号：TQ325.1+2 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2019)13-0110-06

DOI：10.19554/ki.1001-3563.2019.13.016

Improvement and Application of Constitutive Equation for Tensile Strain

Rate of Polyethylene

LEI Peng

(Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300222, China)

２０１３年０２月　火工品　ＩＮＩＴＩＡＴ０ＲＳ＆ＰＹＲＯＴＥＣＨＮＩＣＳ　２０１３年第１期　

文章编号：１００３．１４８０（２０１３）０１．００３９—０３　

拉伸速率对ＣＭＤＢ力学性能的影响　

陈　立宁，任黎，齐晓飞，马亚南，曹　磊　

（西安近代化学研究所，陕西西安，７１００６５）　

摘要：采用单向拉伸实验研究了不同拉伸速率（２～２００　ｎｌｒｎ－ｍｉｎ。）条件下ＣＭＤＢ推进剂的应力——应变曲线变　化规律，并得到了不同温度条件下（一５０～５０￣Ｃ）拉伸速率对ＣＭＤＢ推进剂最大拉伸强度和最大伸长率的影响。结果　表明：ＣＭＤＢ推进剂的应力——应变曲线大体可分为３个阶段；同样拉伸速率条件下，ＣＭＤＢ推进剂的最大拉伸强度　和最大伸长率随温度升高分别减小和增大；同样温度条件下，最大拉伸强度和最大伸长率随拉伸速率增加分别增大和减　小；ＣＭＤＢ推进剂的最大拉伸强度、最大伸长率与拉伸速率存在较好的幂函数关系。　关键词：ＣＭＤＢ推进剂；力学性能；拉伸速率；　中图分类号：Ｖ５１２＋．２　文献标识码：Ａ　

Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｔｅｎｓｆｌｅ　Ｒａｔｅ　ｏｎ　Ｍｅｎｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＣＭＤＢ　ＰｒｏｐｅＲａｎｔ　ＣＨＥＮ　Ｚｈｕ，ＲＥＮ　Ｌｉ，ＱＩ　Ｘｉａｏ—ｆｅｉ，ＭＡＹａ—ｎａｎ，ＣＡＯ　Ｌｅｉ　（Ｘｉ’ａｌｌＭｏｄｅｍＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ，７１００６５）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｅｎｓｉｌｅ　ｒａｔｅ（２～２ｏ０　ｔｏｎｉ‘ｍｉｎ＂　）ｏｎ　ｓｔｒｅｓｓ　ＶＳ　ｓｗａｉｎ　ｃｕｒｖｅ，ｍａｘｉｍｕｍ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ＣＭＤＢ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ａｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（一５ｏ￣５ｏ￣Ｃ）ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｍｅ￣ｏｄ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ＶＳ　ｓｔｒａｉｎ　ｃｕｒｖｅ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｒｅｅ　ｓｔａｇｅｓ，ｍａｘｉｍｕｍ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ａｎｄ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｅｓｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｔ　ｓｉｍｐｌｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｒａｔｅ，ｗｈｉｌｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ａｎｄ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｒａｔｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｔ　ｓｉｍｐｌｅ　ｔｅｓｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｍａｘｉｍｕｍ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆＣＭＤＢ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｐｏｗｅｒ－ｌａｗ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｒａｔｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ．．ＣＭＤＢ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ：Ｍｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ：Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｒａｔｅ；　

量钢誊支　ＣＩＳＣ　ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　

拉伸试验速度对屈服强度的影响及控制　

牟家寿朱波　

（重钢集团钢铁股份公司钢研所）　

摘要通过理论分析及实验数据，表明金属拉伸试验速度对屈服强度的影响。并依据国家标准，巾平　

均应力速率推导负荷速率计算公式，根据负荷速率可以简单、直观、方便地进行日常拉伸试验，确保试　

验结果的准确性。　

关键词拉伸试验速度屈服强度塑性变形负荷速率　

１概述　

金属材料的室温拉伸试验方法是工业上应用最　

广泛的机械性能试验方法之一，对新产品试制、新　

工艺研究具有重要的指导意义。大量实验证明：试　

样的变形速度直接影ｐｌａｎ试验结果，对屈服强度的　

影响最为显著。为了保证试验结果的准确性与可比　

性，ＧＢ／Ｔ２２８—２００２《金属材料室温拉仲试验方法》　

对金属材料的拉伸试验速率有着明确的规定：在弹　

性范围和直至上屈服强度，试验机夹头分离速率应　

尽可能保持恒定，并在６￣６０（Ｎ／ｍｍ　）．Ｓ　之间。测定　

下屈服强度时，平行长度内的应变速率应在　

０．０００２５～０．００２５／Ｓ之间，并应尽可能保持恒定，如不　

能直接控制这一速率，则应通过调节在屈服开始前　

的应力速率将其固定，直至屈服过后。测定上、下　

屈服强度时，应和测定下屈服强度要求相同。测定　

规定非比例延伸强度时，应力速率也是在　

６￣６０（Ｎ／ｍｍ　）．ｓ　之间。换言之，我们都可以通过控　

制应力速率来控制拉伸试验速度，但是如何有效地　

控制试验速度，确保试验结果的准确性，提高试验　

效率，这对于带有微机控制的试验机来讲不是问题，　

但是对于我们仍在大量使用的动摆式测力液压试验　

机或机械式试验机是无法控制应力速率和应变速　

率，因此我们在这里探讨手动调节操作方式的拉伸　

试验方法就显得特别重要。　

２拉伸试验速度对屈服强度的影响　

２．１试验条件　

・２８・　２．１．１使用ＷＢ６００万能材料试验机１２０ＫＮ度盘、秒　

表。　

２．１．２试样选取　１６螺蚊钢筋，从一根钢筋上截取１２