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高速拉伸测试下的断裂伸长率异常问题解决

huan0714

2016/01/27

试验机/硬度计

实验室2012年来了一台高速拉伸试验机，最高速度为12m/s，跟它打交道也有3年了，发现高速测试跟准静态测试真的不是一个世界的。心血来潮，把中间的一些心得写下来权当纪录，如果能对大家有所帮助那更好了，小弟文笔不好，望大家见谅。
这次纪录的是高速测试下断裂伸长率异常的解决过程。
问题描述：测试材料为脆性材料，测试速度0.5m/s,12m/s，使用LVDT测量位移，12m/s的断裂伸长率比0.5m/s的高，而且12m/s的断裂不是在最大力值处发生。与材料本身的性质不符：

0.5m/s

12m/s
问题分析：
1.多次测试重复性较好，排除测试波动的原因。
2.异常出现在位移测量，但0.5m/s的位移测量是正常的，排除LVDT本身故障的原因；
3.12m/s的曲线除了伸长率大，还有断裂前的斜率低（模量小），曲线呈对称峰形。应变测量的过程为a夹具拉伸-b位移传感器切割产生信号-c信号处理-d软件界面输出。异常会不会是出现在信号产生阶段，即高速测试时信号有一定的滞后性？
解决过程：
1. 联系厂家到现场，也用铝参考样条做了高低速测试（该材料断裂伸长率对应变不敏感），确认硬件是没问题的。
2. 查找文献，发现高速测试会出现曲线震荡的情况，但我们的测试曲线是很光滑的，问题可能出现在这里！前面ab阶段都没问题，但信号处理这里被“动了手脚”。

于是把软件界面仔细研究，每一个菜单都不放过，一个设置界面引起了注意：CFC。询问厂家，说是为了优化曲线震荡，他们都设置好了，建议我们不要随意改动。确认了改动不会导致设备损坏，而只是曲线平滑后，我们决定试一把:

12m/s加滤波与不加滤波的比较

0.75m/s加滤波与不加滤波的比较
问题原来出现在这里，都是滤波惹的祸。

原因是找到了，但这还不够，我们继续做了以下实验：

滤波级别对应力应变曲线的影响（12m/s，1m/s）
经验总结：
1. 异常出现的原因在于信号处理的滤波级别设定，这是此问题点的解决结果；
2. 参照QC工具鱼骨图，将异常进行倒退分析，并予以排查，是解决设备测试异常的较好思路。
滤波问题的发现，才让我们真正意识到高速测试的玄妙，我们的探索之旅开始了……

补充一张设备的照片：

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沧海青城

第1楼2016/01/27

应助达人

高速拉伸试验啊，这个没做过，学习了

0

qingzhangaoyuan

第2楼2016/01/28

是zwick/roell高频?

0

huan0714

第3楼2016/02/01

楼上的兄台好厉害，是ZWICK/ROELL 的HTM 2512

0

mengzhaocheng

第4楼2016/02/01

应助达人

这个速度也太快了吧，会不会有危险？

0

huan0714

第5楼2016/02/01

高速测试的时候声音很响，像放鞭炮一样，所以地面要特殊加固和减震处理，活塞处也要加垫片减震。
另外，高速下多为脆性断裂，样品容易飞溅，所以要有一个防护罩。
其它的还好。

0

物理

第6楼2016/02/03

高速拉伸一般是做汽车板材试验的，相当于汽车碰撞的材料测试吧？

0

huan0714

第7楼2016/02/03

做力学仿真模拟的时候需要在仿真软件里输入一些材料参数，包括密度，模量，强度，泊松比，高低应力应变等，后面那一项要用高速拉伸机测试。
力学仿真很多是用在模拟汽车碰撞，也有用于家电、手机等的跌落模拟，还有其他场合。
所以高速拉伸测试的结果本身不能评估碰撞、跌落等性能，而是用于仿真。

0

ALIYIQI_朱二建

第8楼2016/03/18

6666666666666666666666666

0

Insm_9ab7e0a0

第9楼2019/08/15

楼主您好，想问一下您实验室的实验设备对外开放吗？谢谢

0

huan0714

第10楼2019/12/11

非常抱歉没有及时看到信息，欢迎各位都高速拉伸测试感兴趣的朋友一起探讨。联系电话15920164681。

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