CN101025392A - 力学性能试验数据测定方法及系统 - Google Patents

Abstract

力学性能试验数据测定方法，首先生成力学性能曲线图；之后在力学性能曲线图的直线段部分获取弹性直线段；再根据弹性直线段和力学性能曲线图获取力学性能数据；其特征在于：在力学性能曲线图的直线段部分采用机器用直线拟合的方法获取弹性直线段。用于上述方法的系统，其包含有进行力学性能试验的力学试验装置及数据处理装置，所述数据处理装置具体包含有如下三大部分：用于生成力学性能曲线图的曲线生成模块；根据曲线图的直线段部分获取弹性直线段的弹性直线获取模块；根据弹性直线段和力学性能曲线图获取力学性能数据的数据获得模块。本发明在自动化程度、处理效率、操作简便程度、精度等方面明显优于现有技术；其具有巨大的学术和经济价值。

Description

力学性能试验数据测定方法及系统

技术领域

本发明涉及材料与信息科学，特别提供了一种力学性能试验数据测定方法及系统。

背景技术

目前国内外材料拉伸(压缩、弯曲、扭转)试验过程中规定非比例延伸强度、下屈服强度和延伸率等的测试需要人为设定一些条件或人工处理而获得测试指标(结果)，通常测试方法如下(以拉伸试验为例)：

A、规定非比例延伸强度(R_p)的测量：

在传统的拉伸试验中，试验记录系统(计算机、X-Y记录仪)会绘制一条“力-位移”曲线(“应力-应变”曲线)。操作者依靠肉眼观察拉伸曲线上的弹性直线段部分，想象选择两个坐标点建立一条直线(即“应力-应变”曲线上的直线部分，该直线被人为置换成被检材料的弹性变形过程，该直线与实际测试曲线的拟合程度直接影响检测结果的大小)。计算机会根据操作者输入指令在应变(延伸或位移)轴与人工设定直线的距离等效于规定的非比例应变(延伸率，例如0.2％延伸率)处自动生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例延伸强度(R_p)的值(例如R_p0.2)。如图1所示。

B、下屈服强度的测量：

目前下屈服强度的测量是操作者根据测得的“应力-应变”曲线图形与试验标准(国标)中给出的“应力-应变”曲线比较，选择相似类型，人工确定其位置而得到。由于金属材料种类繁多，状态各异，测得的“应力-应变”曲线形状与标准中推荐的几种典型曲线不尽相同，因而操作者在判定时也有一定难度。

C、断后伸长率(A)和最大力非比例伸长率(A_g)的测定：

在实际测试中，通常A及A_g的测量是由人工设定弹性直线段位置后由系统计算给出，或人工测定，即测量试样断裂前后的标点长度变化计算而得。采用人工方法时，通常A和A_g两个指标一般只能给出A-断后伸长率。

A和A_g的定义如图2所示。可以看出设定弹性直线段的坐标选择一样会影响上述指标的检测结果。

在材料压缩、弯曲和扭转试验(高温、室温、低温)中，也都存在弹性直线的人工确定和下屈服强度判定问题，其形式和影响与拉伸试验(高温、室温、低温)中相同。在下面的论述中以拉伸试验为例。

以下简述现有技术目前试验中存在的问题：

一、与弹性直线段设定位置有关的问题

在实际的拉伸试验过程中，由于各种因素的影响，“应力-应变”曲线中弹性直线段部分可能并非一条理想的直线段，为了提高检测精度，较先进的检测设备都在计算机上增加“应力-应变”曲线的放大功能，操作者能在放大的曲线上识别设定直线与原试验曲线的拟合程度，以使设定的弹性直线段更为合理，使检测结果接近真实。

但尽管如此，人为设定的偏差还是客观存在的，而且设定直线与试验的真实”应力-应变”曲线上的弹性直线段的偏差不能定量给出，检测结果因操作人员的视觉误差和主观臆定而不同，图3、图5给出了同一试验结果、同一操作者在2次设定情况下所得的检测结果和试验曲线，图4为图3中、图6为图5中2号试样不同设置时直线拟合状态放大图。图中可以看出这条“应力-应变”曲线的弹性直线段部份比较正常，设定和判定直线位置比较容易，但即便如此，两次数据处理过程中不同的设定(图4设定为400～700；图6设定为500～800)导致试验结果有大于50MPa(＞4％)的误差。50MPa的强度差值，有时足可以影响判定一个被检材料的合格与否。

由于两次设定不能同屏显示或在同一曲线图中显示也给操作者在判定和操作上带来不便。

图7、图8、图9、图10是拉伸试验过程中时有发生的几种现象，产生几种现象的原因，可能有以下几种：

1、材料自身原因：被拉材料在变形过程中，由于相变、位错、孪晶等，导致材料在产生一定的塑性变形后，又以弹性方式继续变形，但两条弹性直线段的斜率可能不同，如双屈服现象等；

2、试样夹持松动(未使用引伸计)，引伸计夹持松动(使用引伸计)问题等；

3、试验环境造成的波动：如电网波动、地基振动等；

4、力传感器及位移传感器等传递系统松动变形等因素。

当出现上述几种曲线图形时，通常操作人员会根据自己的经验和对被检测材料的了解来人为判定R_p应该的取值范围，设想弹性变形直线段的位置，然后人工设定两个坐标点部位，确定弹性直线段，从而测出R_p值。

但是这种做法是存在问题的：

1、对于新的未知材料，操作人员的经验或对材料的了解均较少，直线段部位的确定有较大的不确定因素；

2、上下直线段的斜率即弹性模量是否有差别，差别多大，无量化，这将直接影响对上述图形产生原因的判定，如果斜率无变化，基本上可以认为是因为振动或夹持问题导致。直线段的设定应在上面部位。如上下直线段斜率有变化则可能是双屈服现象。上下部位的确定可能导致被检材料性能数值出现数量级的偏差。

图11、图12、图13为不同操作者对一组试验曲线(图形正常)处理后所得到的试验结果，可以看出不同操作者不同设置导致试验结果有一定偏差，5.6％～11.9％。

图14、图15、图16为不同操作人员对另一组试验曲线(图形有点异常)处理后所得到的试验结果。可以看出不同操作人员的不同处理导致试验结果也有偏差，4.3％～9.4％。

在拉伸试验中参照图2可以看出弹性直线段位置设定不同也会影响A和A_g的大小。

在压缩、弯曲、扭转试验中指标R_pc、σ_pb、τ_p也受弹性直线段位置设定影响，不同的选择与上述问题有相同的影响)。

二、其它问题

对于有屈服现象的材料下屈服的测量是操作者根据测得的“应力-应变”曲线图形与试验标准(例如国标GB/T228-2002及其它技术文件)中给出的“应力-应变”曲线比较，选择相似类型，人工确定其位置而得到。由于金属材料种类繁多，状态各异，测得的“应力-应变”曲线形状与标准中推荐的几种典型曲线不尽相同，因而操作者在判定时也有一定难度。压缩和扭转试验中同样存在相似问题。

综上所述可以看出，尽管目前较为现代化的数显试验设备比以前的指针表盘或X-Y记录仪式试验设备在试验数据处理方面有很大进步，但是还没有从根本上解决试验数据处理方面的一些深层次问题。因而使目前的试验设备所检测的试验结果精度远未能达到试验设备硬件系统所能达到的精度指标(力值0.5％～1％，国标中对试验机测力精度要求)。

发明内容

本发明的目的：

1、提供一种效果明显优于现有技术的以机器设备自动工作(或用人工辅助机器设备甚至可采用纯人工方式)以便完成力学性能试验数据测定的方法；

2、提供以机器设备自动工作(或用人工辅助机器设备工作)以便完成力学性能试验数据测定的相关设备--力学性能试验数据测定系统。

本发明首先提供了一种力学性能试验数据测定方法，首先生成力学性能曲线图；其次，在力学性能曲线图的直线段部分获取弹性直线段；然后根据弹性直线段和力学性能曲线图获取力学性能数据；其特征在于：

在力学性能曲线图的直线段部分采用机器用直线拟合的方法获取弹性直线段。

(优选方案是：本发明以机器设备自动工作或采用人工辅助设备工作(甚至采用纯人工)方式，在力学性能试验过程中或试验后在试验曲线图的直线段部分获取弹性直线段并进而获得所有可能的力学性能数据。)

本发明所述以机器在力学性能曲线图的直线段部分用直线拟合的方法获取弹性直线段的具体方法为以下方法之一或其组合：

1)以机器设备自动工作或采用人工辅助设备工作的方式，在试验过程中或试验后对“力-伸长”、“应力-延伸率”、“应力-应变”或“力-变形”或“力-挠度”或“扭矩-扭角”的试验曲线图数据按一定间隔分别进行取样，对其变量进行比较，计算出线段的斜率，并对具有一定长度斜率基本不变的线段自动生成一直线，得到弹性直线；所述的“一定间隔”对应曲线线性度较好的部分全部长度的0.01％～100％(优选范围是0.1％～20％)；同时，优选范围中所述的“一定长度”对应曲线线性度较好的部分全部长度的0.5％～100％；所述的斜率基本不变指的是用于计算和比较斜率的直线段相对横坐标倾斜角度的差值的变化范围为0～10°；

2)最小二乘法；

3)逐点比较法。

本发明所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：针对同一组力学性能试验数据或试验曲线的不同特征所自动生成的弹性直线有1～200条(进一步优选为1～6条)。根据所作出的弹性直线段与原始的力学性能曲线图的直线段部分的拟合程度判定并计算出所生成的不同弹性直线段及人工设定生成的弹性直线段与试验曲线的拟合程度、斜率偏差及其它信息，为操作者确定最终试验结果提供判定依据。

本发明在作出满足要求的弹性直线之后进行如下的处理方法之一或其组合：

针对高温、室温或低温拉伸试验有：

1)在应变或延伸或位移轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例应变或延伸率处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例延伸强度R_p的值；

2)在试验曲线最大力处或断裂力处引出与上述生成的弹性直线段相平行的直线，它们与横坐标的交点同弹性直线与横坐标的交点的差值即为最大非比例伸长率A_g和断后伸长率A；

3)该系统对有屈服现象材料根据国标及相应技术条件中的规定，自动判定下屈服强度位置并生成下屈服强度值；

针对高温、室温或低温压缩试验有：

4)在变形轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例压缩应变处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例压缩强度R_pc的值；

5)该系统对有屈服现象材料根据国标及相应技术条件中的规定，自动判定下压缩屈服强度位置并生成下压缩屈服强度值；

针对高温、室温或低温弯曲试验有：

6)在挠度轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例弯曲应变处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例弯曲应力σ_pb的值；

针对高温、室温或低温扭转试验有：

7)在扭角轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例切应变处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例扭转应力τ_p的值；

8)该系统对有屈服现象材料根据国标及相应技术条件中的规定，自动判定下屈服点位置并生成下屈服强度值。

得到弹性直线后，分别计算与各弹性直线数据对应的其他匹配数据；并以此为基础计算出各自相对独立的处理结果。

当所生成的弹性直线为一条时，系统可以比较其生成结果与人工设定所得结果相差值，当所生成的弹性直线多于一条时，系统可以比较多条弹性直线生成的试验结果之间及与人工设定所得结果之间相差值，当上述之间差值在0.5～1％范围内时，给出提示；当差值大于1％时，给出明确报警信息提请人工处理或其他处理(报警范围的设定参照相应的国家或/和行业标准或/和实际需要中的要求可以灵活设定)。

所述力学性能试验数据测定方法中当试验参数输入有误或不满足国标以及经验公式时，给出报警；所述试验参数主要包括试样直径、宽、厚等。

当作出的弹性直线段多于1条时，该系统会对其不同的弹性直线段的斜率进行比较，并确认其间是否有偏差，当存在偏差时给出警示。提示操作人员被检材料可能有双屈服或其它异常现象，请慎重处理(所述偏差在所要求的0.0001°～180°的范围内)。

本发明所述力学性能试验数据测定方法中，在得到弹性直线后，可以根据需要以设备自动或人工辅助设备或采用人工方式分别计算与各弹性直线数据对应的其他匹配数据；并以此为基础计算出各自相对独立的处理结果。具体可以进行如下两类处理之一或其组合：

1)计算分析自动生成的不同弹性直线段及人工设定生成的弹性直线段与试验曲线的拟合程度及斜率偏差等信息，为最终试验结果的确定提供参考信息和依据；2)该系统可以将自动生成的弹性直线段全部或部分和人工设定产生的不同弹性直线段全部或部分及生成的试验结果全部或部分同时显示在一个屏幕上，以供操作者观察判定分析其不同弹性直线段产生的试验结果之间的偏差及弹性直线段设定的合理性。

当弹性直线多于1条时，所述力学性能试验数据测定方法给出如下信息：各条直线间的斜率偏差或/和各弹性直线与实验曲线的直线段部分的拟合程度；各条弹性直线段相对横坐标倾斜角度的差值的变化范围为0°～180°；各条直线段相对于力学性能试验曲线的直线段部分的拟合程度范围是0.5％～100％。

根据力学性能曲线作出弹性直线段之后，在同一显示屏幕上将如下信息之一或其组合显示出来，以方便操作、比较和确认：

将用机器自动生成的2条或多条弹性直线在同一线图中同时显示或在不同的屏幕分区中同时或分别显示；

将用机器自动生成的弹性直线和以人工方式获得的弹性直线在同一线图中同时显示或在不同的屏幕分区中同时或分别显示；

将根据力学性能曲线和由机器作出的弹性直线获得的力学性能试验数据全部或部分显示在对应曲线图附近或显示在屏幕上对应的比较列表中。

就应用领域而言，本发明所述力学性能试验数据测定方法，可以用于如下的力学性能试验之一或其组合中：材料的拉伸(高温、室温、低温)或压缩(高温、室温、低温)或弯曲(高温、室温、低温)或扭转(高温、室温、低温)试验过程中规定如下指标的测试：高温、室温、低温拉伸试验中的规定非比例延伸强度(R_p)，延伸率(A、A_g)或变形，下屈服强度(R_eL)；高温、室温、低温压缩试验中的规定非比例压缩强度(R_pc)和下屈服强度(R_eLc)；高温、室温、低温弯曲试验中的规定非比例弯曲应力(σ_pb)；高温、室温、低温扭转试验中的规定非比例扭转应力(τ_p)和下屈服强度(τ_sl)。

本方法的机理和功能：

(1)机理(以拉伸试验为例)：本方法提供了一套计算机应用程序使其可以在试验进行过程中(实时)或试验过程结束后对试验数据进行自动处理技术。其机理如下：计算机在试验过程中(或后)对“力-位移”(“应力-应变”)的试验数据按一定间隔分别进行取样，对其变量进行比较，计算出线段的斜率，并对具有一定长度斜率不变的线段自动生成一直线。对于一条完整试验曲线上只生成一条直线的试验数据而言这条直线就是前面所说的弹性直线段，它源于试验数据采集过程，无人为认定，它应该与试验曲线有很好的拟合，这条线就是被检材料的弹性直线段，它的延伸线与试验曲线的切点即是被检材料的弹性极限。该系统还可以根据操作人员输入的指令自动生成与该直线指定距离的若干条平行线，它们分别与试验曲线的相交点在纵坐标上的位置可以求出R_p值，例如：R_p0.1、R_p0.2、R_p0.5等。而与横坐标上的交点可以求出A和A_g等值。

(2)功能(以拉伸试验为例)：

A、对正常“应力-应变”曲线可以自动生成规定非比例延伸强度值和延伸率值；

B、对异常“应力-应变”曲线提供参考信息，并分别处理；

C、对下屈服强度值自动生成。本系统可根据相关国标中对下屈服强度的图形判定依据，以及国内外专业刊物上发表的，广大专业工作者所接受的对国标中未能界定的其它类型“应力-应变”曲线模式，自动生成下屈服强度指标，而不用人工确定，也可和人工确定值进行比较，供操作者参考(目前设备数据处理中该值为操作者根据试验曲线人工确定)；

D、警示功能：对于有上述异常类型的曲线，该系统可能自动生成2条或更多条直线并将它们的斜率(弹性模量)进行比较，给出相关指标和信息，供操作人员视情况取舍，该系统也可将以不同生成直线为基准弹性直线段所求得的试验结果R_p、A等提供给操作人员，以便引起操作人员注意。该系统还可以对操作者设定的直线与实际试验曲线中直线段部分进行比较给出其偏差量，并提供由此对试验结果产生的偏差值，当偏差值超过1％(自动生成结果的)时，提出警示，请操作者慎重处之。

该系统还可以提供以下警示：

1、试验样品尺寸输入警示：当同批样品直径或宽和厚度尺寸存在明显差别时或超出国标中关于样品截面积尺寸误差规定时；

2、同批试验结果弹性模量有较大偏差时(这预示样品截面积输入可能有误或可能混入不同材料试样)；

3、同批试验所求指标有较大差别时(预示样品可能有缺陷存在)。

该系统还可以用于材料压缩性能检测、弯曲性能检测和扭转检测试验中，它的使用机理等同于材料的拉伸试验。这是因为上述试验共同利用力-位移(扭转试验中为扭矩-扭角)曲线而求得试验结果。它们的曲线有基本相同的特征。

该系统的使用将使这些试验中上述指标的测定更为合理、科学、可靠，并能提供一些有价值的信息供操作者判定所得测量指标的正确性。

本发明还提供了一种用于上述的力学性能试验数据测定的系统，其包含进行力学性能试验的力学试验装置及数据处理装置，其特征在于：所述数据处理装置具体包含有如下三大部分：其一是用于生成力学性能曲线图的曲线生成模块；其二，根据曲线图的直线段部分获取弹性直线段的弹性直线获取模块；其三，根据弹性直线段和力学性能曲线图获取力学性能数据的数据获得模块。

所述数据处理装置中的弹性直线获取模块包含有如下组成部分之一或其组合：数据采集部件、数据比较计算部件、数据存储部件、数据输出部件、系统信息库；其中：数据比较计算部件分别连接着数据采集部件和数据存储部件和系统信息库，数据输出部件连接着数据存储部件。

所述数据输出部件包含有以下几种之一或其组合：显示器、打印机、声音输出设备。

本发明所述力学性能试验数据测定系统以计算机为核心，以下各个模块中的任意一种或其组合有机联结为一个统一的整体构成计算机或与计算机一起构成整个力学性能试验数据测定系统：数据采集部件、数据比较计算部件、数据存储部件、数据输出部件、系统信息库。

本发明在深刻理解力学性能试验数据测定方法的知识基础上，创造性的应用现代化的信息处理技术将传统的人工或半人工数据处理方法改进成为自动化程度高、处理效率更高、操作简便、精度能得到有效保证的新方法，同时还提供了相关的设备系统；其具有巨大的学术和经济价值。

人工处理试验结果与系统自动生成的试验结果的统计偏差比较实例：图20为不同操作人员对同一组试验曲线(图形正常，比较典型的拉伸试验曲线)处理后所得的试验结果与本系统自动生成的试验结果的比较，可以看出：不同操作人员设置的弹性直线段不同，试验结果也不同(但基本上分布在自动生成值附近)。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为规定非比例延伸强度R_p0.2的定义和测量示意图；

图2为伸长的定义和测量示意图；

图3为拉伸的“应力-应变”曲线和R_p0.2等指标结果之一；

图4为设定在应力为400～700MPa条件下拟合放大曲线；

图5为拉伸的“应力-应变”曲线和R_p0.2等指标的结果之二；

图6为设定在应力为500～800MPa条件下拟合放大曲线；

图7为拉伸试验过程中的“应力-应变”曲线一；

图8为拉伸试验过程中的“应力-应变”曲线二；

图9为拉伸试验过程中的“应力-应变”曲线三；

图10为拉伸试验过程中的“应力-应变”曲线四；

图11为操作者1对曲线组A处理及得出的R_p0.2值；

图12为操作者2对曲线组A处理及得出的R_p0.2值；

图13为操作者3对曲线组A处理及得出的R_p0.2值；

图14为操作者1对曲线组B处理及得出的R_p0.2值；

图15为操作者2对曲线组B处理及得出的R_p0.2值；

图16为操作者3对曲线组B处理及得出的R_p0.2值；

图17为双屈服时系统自动生成屈服强度值与人工判定结果比较；

图18为系统对试验曲线处理后生成的R_p0.2及与人工判定的R_p0.2，其中实线与应力轴的交点为人工处理值，虚线与应力轴的交点为系统生成值；

图19为系统对试验曲线的处理及A和A_g的系统生成值；图19中1-1、1-2、1-3分别为第一条试验曲线的弹性直线，A_g和A的平行线；2-1、2-2、2-3分别为第二条试验曲线的弹性直线，A_g和A的平行线；3-1、3-2、3-3分别为第三条试验曲线的弹性直线，A_g和A的平行线；

图20为不同试样者对曲线处理结果与系统自动生成的试验结果比较，图20中A为系统自动生成的试验结果；B为不同试验者处理的试验结果。

具体实施方式

一种力学性能试验数据测定系统，所述系统包含有进行力学性能试验的力学试验装置及数据处理装置；其特征在于：所述数据处理装置具体包含有如下三大部分：其一是用于生成力学性能曲线图的曲线生成模块；其二，根据曲线图的直线段部分获取弹性直线段的弹性直线获取模块；其三，根据弹性直线段和力学性能曲线图获取力学性能数据的数据获得模块。

所述的弹性直线获取模块包含有如下组成部分之一或其组合：数据采集部件、数据比较计算部件、数据存储部件、数据输出部件、系统信息库；其中：数据比较计算部件分别连接着数据采集部件和数据存储部件和系统信息库，数据输出部件连接着数据存储部件；

其中，所述数据输出部件包含有以下几种之一或其组合：显示器、打印机、声音输出设备；

所述力学性能试验数据测定系统以计算机为核心，以下各个模块中的任意一种或其组合有机联结为一个统一的整体构成计算机或与计算机一起构成整个力学性能试验数据测定系统：数据采集部件、数据比较计算部件、数据存储部件、数据输出部件、系统信息库。信息库中包含有用于判定上屈服和下屈服强度位置的标准图形，所述图形从GB/T228-2002及其他技术文件以及被使用者认可的经验数据中选取(参见GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》实施指南，梁新邦等著，北京：中国标准出版社，2002，P69～70)。

所述力学性能试验数据测定系统中，以计算机为核心，外接数据采集、传输、报警、信息库、打印设备，共同构成一个有机的整体。

图3对应的数据如下：

图5对应的数据如下：

实施例1关于双屈服的力学性能实验数据处理判定

图17为共有两条弹性直线段的试验曲线，从图型上看，两根直线段斜率相差不大，操作者1认定屈服强度应以上面直线段为基准。检测结果认定为R_p0.2＝880MPa，操作者2、3进行了相同的认定。由于直线段标点输入不同，他们所得的结果分别为R_p0.2＝890MPa和R_p0.2＝875MPa(曲线中对后两者操作未做标记)。但系统认定上下直线段的斜率有偏差，系统对操作者提出警示，并给出正确的屈服强度指标R_p0.2＝520MPa。通过对未拉断试样的残余变形测量证实了材料的双屈服特性(即在试样拉伸到第二个直线段的位置时，将试样卸载，此时测量或观察位移标识是否为“0”，不为0证明材料已发生塑性变形，载荷已超过了屈服强度)。

该系统还对图17中试验曲线自动进行了下屈服判定，系统认定该图形符合信息库中一典型的双屈服图形参见GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》实施指南.梁新邦等著.北京：中国标准出版社.2002.第70页续图3-33i)。，认定出下屈服点并给出下屈服强度值(R_eL＝518MPa)。

实施例2规定非比例延伸强度(R_p)测定

该系统还对图3中第2根试样的试验结果进行了再分析，对操作者两次设定中的其中一种设定提出警示，即两点设定500～800时的规定非比例延伸强度R_p0.2＝1203MPa；而对另一设定认可，即两点设定400～700时的规定非比例延伸强度R_p0.2＝1151MPa，因其与系统自动生成的规定非比例延伸强度R_p0.2＝1160MPa基本相同。如图18所示。

实施例3断后伸长率(A)测量

使用该系统对试验曲线进行了断后伸长率处理。图19为处理后曲线及生成的A和A_g值。A和A_g的平行线与横坐标的交点同弹性直线与横坐标的交点的差值即为所求试验曲线的A和A_g。表1为不同试样断后伸长率(A)人工处理值和自动生成值结果。

表1不同试样断后伸长率(A)人工处理值和自动生成值比较

	试样1	试样2	试样3
				系统生成的A值(％)	7.69	3.36	2.36
人工处理的A值(％)	7.6	3.4	2.4

可以看出自动处理系统产生的A值与人工处理所得A值，指标基本相同。

Claims (10)

1、力学性能试验数据测定方法，首先生成力学性能曲线图；其次，在力学性能曲线图的直线段部分获取弹性直线段；然后根据弹性直线段和力学性能曲线图获取力学性能数据；其特征在于：

在力学性能曲线图的直线段部分采用机器用直线拟合的方法获取弹性直线段。

2、按照权利要求1所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：

所述以机器在力学性能曲线图的直线段部分用直线拟合的方法获取弹性直线段的具体方法为以下方法之一或其组合：

1)以机器对试验曲线图数据按一定间隔分别进行取样，对其变量进行比较，计算出线段的斜率，并对具有一定长度斜率基本不变的线段自动生成一直线，得到弹性直线；所述的“一定间隔”对应曲线线性度较好的部分全部长度的0.01％～100％；同时，优选范围中所述的“一定长度”对应曲线线性度较好的部分全部长度的0.5％～100％；所述的斜率基本不变指的是用于计算和比较斜率的直线段相对横坐标倾斜角度的差值的变化范围为0～10°；

2)最小二乘法；

3)逐点比较法。

3、按照权利要求2所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：针对同一组力学性能试验数据或试验曲线的不同特征所生成的弹性直线有1～200条。

4、按照权利要求2所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：在作出满足要求的弹性直线之后进行如下的处理方式之一或其组合：

针对高温、室温或低温拉伸试验有：

1)在应变或延伸或位移轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例应变或延伸率处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例延伸强度R_p的值；

2)在试验曲线最大力处或断裂力处引出与上述生成的弹性直线段相平行的直线，它们与横坐标的交点同弹性直线与横坐标的交点的差值即为最大非比例伸长率A_g和断后伸长率A；

3)该系统对有屈服现象材料根据国标及相应技术条件中的规定，自动判定下屈服强度位置并生成下屈服强度值；

针对高温、室温或低温压缩试验有：

4)在变形轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例压缩应变处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例压缩强度R_pc的值；

5)该系统对有屈服现象材料根据国标及相应技术条件中的规定，自动判定下压缩屈服强度位置并生成下压缩屈服强度值；

针对高温、室温或低温弯曲试验有：

6)在挠度轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例弯曲应变处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例弯曲应力σ_pb的值；

针对高温、室温或低温扭转试验有：

7)在扭角轴与上述生成的弹性直线段的距离等效于规定的非比例切应变处生成一条与该直线平行的直线，此平行线与试验曲线的交点的纵坐标值即为所求的规定非比例扭转应力τ_p的值；

8)该系统对有屈服现象材料根据国标及相应技术条件中的规定，自动判定下屈服点位置并生成下屈服强度值。

5、按照权利要求4所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：

当所生成的弹性直线为一条时，系统比较其生成结果与人工设定所得结果相差值，当所生成的弹性直线多于一条时，系统比较多条弹性直线生成的试验结果之间及与人工设定所得结果之间相差值，当上述数据之间差值在0.5％～1％范围内时，系统给出提示；当差值大于1％时，给出明确报警信息；

所述力学性能试验数据测定方法中当试验参数输入有误或不满足国标以及经验公式时，给出报警；所述试验参数主要包括试样直径、宽、厚等。

6、按照权利要求4所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：

当弹性直线多于1条时，所述力学性能试验数据测定方法给出如下信息：各条弹性直线间的斜率及偏差或/和各弹性直线与试验曲线的直线段部分的拟合程度；

各条弹性直线段相对横坐标倾斜角度的差值的变化范围为0°～180°；各条直线段相对于力学性能试验曲线的直线段部分的拟合程度范围是0.5％～100％。

7、按照权利要求4所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：

根据力学性能曲线作出弹性直线段之后，在同一显示屏幕上将如下信息之一或其组合显示出来：

将用机器自动生成的2条或多条弹性直线在同一曲线图中同时显示或在不同的屏幕分区中同时或分别显示；

将用机器自动生成的弹性直线和以人工方式获得的弹性直线在同一曲线图中同时显示或在不同的屏幕分区中同时或分别显示；

将根据力学性能曲线和由机器作出的弹性直线获得的力学性能试验数据全部或部分显示在对应曲线图附近或显示在屏幕上对应的比较列表中。

8、按照权利要求1～7之一所述力学性能试验数据测定方法，其特征在于：

所述方法用于如下的力学性能试验之一或其组合中：材料的拉伸或压缩或弯曲或扭转试验过程中规定如下指标的测试：高温、室温、低温拉伸试验中的规定非比例延伸强度，延伸率或变形，下屈服强度；高温、室温、低温压缩试验中的规定非比例压缩强度和下屈服强度；高温、室温、低温弯曲试验中的规定非比例弯曲应力；高温、室温、低温扭转试验中的规定非比例扭转应力和下屈服强度。

9、一种用于力学性能试验数据测定的系统，其包含进行力学性能试验的力学试验装置及数据处理装置，其特征在于：所述数据处理装置具体包含有如下三大部分：其一是用于生成力学性能曲线图的曲线生成模块；其二，根据曲线图的直线段部分获取弹性直线段的弹性直线获取模块；其三，根据弹性直线段和力学性能曲线图获取力学性能数据的数据获得模块。

10、按照权利要求9所述用于力学性能试验数据测定的系统，其特征在于：所述数据处理装置中的弹性直线获取模块包含有如下组成部分之一或其组合：数据采集部件、数据比较计算部件、数据存储部件、数据输出部件、系统信息库；其中：数据比较计算部件分别连接着数据采集部件和数据存储部件和系统信息库，数据输出部件连接着数据存储部件；

其中，所述数据输出部件包含有以下几种之一或其组合：显示器、打印机、声音输出设备；

所述力学性能试验数据测定系统以计算机为核心，以下各个模块中的任意一种或其组合有机联结为一个统一的整体构成计算机或与计算机一起构成整个力学性能试验数据测定系统：数据采集部件、数据比较计算部件、数据存储部件、数据输出部件、系统信息库。

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