CN103900911B - 一种通电热拉伸试验装置及拉伸试验方法 - Google Patents

Abstract

一种通电热拉伸试验装置及拉伸试验方法。所述通电热拉伸试验装置包括单向拉伸试验装置和温度控制装置。单向拉伸试验装置通过夹具实现绝缘。所述温度控制装置中的温度测量单元、功率调节器和电源装置串联。本发明采用了红外测温感应器时刻监测通电拉伸试件的表面温度，具有响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长的特点。同时本发明能够保证在通电热拉伸过程中拉伸试件的温度基本稳定，使拉伸试件的温度稳定在不同的温度下进行试验，增加了材料力学性能的研究范围。

Description

一种通电热拉伸试验装置及拉伸试验方法

技术领域

本发明涉及材料的热成形研究领域，具体是一种通电热拉伸试验的方法及其装置。

背景技术

对于一些结构材料来说，在常温下，它们的成形比较困难且回弹量大，但是若对材料毛坯进行热成形，则可大大改善其成形性能，回弹、起皱在热成形中基本可以排除，因此出现了热辐射加热、电炉加热、氧乙炔焰加热和电阻加热等各种的材料热成形法。电阻加热成形工艺是通过向待加工零件自身通电，加热到成形温度而成形的工艺。电阻加热的优点是加热速度快、能耗低、加热均匀等特点，并且工件处在高温下的时间短，这可以减少氧污染且不需要酸洗清除氧化皮工序，这又可以避免材料受氢污染，同时，电阻加热可以避免由于传输零件而产生的热量损失。对于钛合金，由于其材料特性，电阻加热可以大大的提高其加热速度。

为了研究材料的热成形性能，有必要对拉伸试件进行电阻加热拉伸试验，电阻加热拉伸试验是通过向待加工拉伸试件自身通电，加热到成形温度后拉伸试件直到断裂的试验。

在对拉伸试件通入直流电流进行单向拉伸试验时，随着通电时间的加长，拉伸试件温度也会不断的上升，在对材料进行热成形研究试验时，一般要求拉伸试件的温度升高达到一定值时，需要使其大概保持在这一温度下进行拉伸，目前试验室中采用的电阻加热成形方式无法满足拉伸试件温度基本保持在一定值的要求，中国专利CN103267685A（一种热辅助双向拉伸试验装置和方法）提出了利用热辐射对拉伸试件本身进行加热，通过这种加热方式可以获得拉伸试件的热成形性能，但是这种加热方式存在加热速度慢，能源利用率低、能够加热到的温度低以及拉伸试件受热不均匀等缺点，拉伸试件受热不均匀会导致拉伸试件中存在温度的梯度分布，产生残余应力，进而不能测量得到拉伸试件的准确热成形性能。因此，需要一种可以使拉伸试件受热均匀并且温度稳定的拉伸试验方法及其装置。

发明内容

为了解决在热拉伸过程中拉伸试件的温度受热不均匀问题以及需要使拉伸试件的温度基本保持在一个稳定的温度状态下进行单向拉伸试验，研究材料在不同温度状态下的力学性能，本发明提出了一种通电热拉伸试验装置及拉伸试验方法。

所述通电热拉伸试验装置包括单向拉伸试验装置和温度控制装置。所述的温度控制装置包括温度测量单元、功率调节器和电源装置；所述的单向拉伸试验装置包括电子万能试验机和夹具。由于电子万能试验机为全金属结构，极易导电，无法满足加电试验要求，直接通电试验，会危及人员及设备安全，必须进行绝缘处理，因此，本发明中也提供了一种能够满足通电要求的单向拉伸试验夹具，本发明装置中夹具是基于CSS-44100电子万能试验机设计的。所述单向拉伸试验夹具主要包括：上横梁连接杆、绝缘板、夹持板、销钉、活动横梁连接杆。上横梁连接杆、夹持板和两块结构相同的绝缘板装配组成上夹具；活动横梁连接杆、夹持板和两块结构相同的绝缘板装配组成下夹具。所述上夹具和下夹具中夹持板位于所述绝缘板的一端，并固定在该两块绝缘板之间。连接杆位于所述绝缘板的另一端，并固定在该两块绝缘板之间。通过连接杆将所述上夹具和下夹具分别与电子万能试验机的上横梁和活动横梁连接；温度控制装置中电源装置的正极和负极分别与上夹具的夹持板和下夹具夹持板连通。

所述夹持板的一端为连接端，另一端为拉伸试件的夹持端，在所述夹持端开有“U”形夹口。所述夹口的开口方向与夹持板的上下表面平行。夹口处内表面之间的间距根据所夹持拉伸试件的厚度确定，为1～4mm。

所述温度控制装置中的温度测量单元、功率调节器和电源装置串联：温度测量单元与功率调节器连接以传递电信号，功率调节器和电源装置连接以调节电源的输出功率。其中温度测量单元包括红外测温感应器和温度比较器。红外测温感应器置于拉伸试件标距区域的正前方以方便监测试件标距区域的温度，将监测到的拉伸试件温度传递给温度比较器，通过温度比较器将所接收到的拉伸试件的当前温度与设定的温度阈值进行比较；温度比较器将所得出的温度差值转化为电信号输出给功率调节器。

所述通电热拉伸试验装置进行拉伸试验的具体过程是：

第一步，安装拉伸试件。启动电子万能试验机，根据试验要求调节活动横梁与上横梁之间的距离，通过上夹具和下夹具将拉伸试件的两端分别与电子万能试验机的上横梁和活动横梁固连；将电源的正极和负极分别通过电源线与上夹具的夹持板和下夹具的夹持板连通。安放温度测量单元，并连接温度测量单元、功率调节器和电源；

第二步，设定试验参数。所述试验参数包括温度阈值和单向拉伸试验的拉伸速度。在温度测量单元中设定拉伸试件的温度阈值，所述拉伸试件温度阈值的选取根据拉伸试件的材料以及试验的要求采用常规方法确定，并使拉伸试件的温度稳定在该温度阈值内。所述试验拉伸速度按照常规方法选取。

第三步，拉伸试件加温。对拉伸试件通电加温，红外测温感应器实时监测拉伸试件的当前温度，并将所监测到的拉伸试件的当前温度输入到温度测量单元的温度比较器中。温度比较器将得到的拉伸试件的当前温度与设定的温度阈值进行比较，得到拉伸试件的当前温度差值，即当前温度差值是指拉伸试件当前温度与设定的温度阈值之间的差值。温度比较器将得到的拉伸试件当前温度差值转化成电信号并将其输出给功率调节器。所述功率调节器根据接收到的电信号实时控制电源输出功率的大小，实现对拉伸试件温度的实时控制，使拉伸试件的温度达到温度阈值。

第四步，单向拉伸试验。当拉伸试件的温度稳定在设定的温度阈值后，采用常规的单向拉伸试验方法对拉伸试件进行单向拉伸试验，得到拉伸过程中的应力-应变曲线。同时，随着拉伸试验的进行，拉伸试件标距段的横截面积减小，拉伸试件在标距段发生失稳而产生少量颈缩，导致通过拉伸试件的电流密度发生变化，从而引起拉伸试件温度上升进而产生波动，为了消除这种波动，温度控制装置继续动态调节电源的实时输出功率，使拉伸试件的温度稳定在设定的温度阈值，直至完成该拉伸试件的单向拉伸试验。

所述电源的输出功率用输出功率百分比表示，电源的输出功率百分比是通过调节电流大小来控制功率的大小，是电源的实时功率占最大功率的百分比。电源输出功率的百分比与拉伸试件当前的温度差值之间的关系通过分段函数式（1）表示。

$\left\{\begin{array}{cc}y=1& \mathrm{\&Delta;T}\&GreaterEqual;\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\\ y=\tan \left(\frac{3\mathrm{\&Delta;T}+T_0}{T_s}\right)& \mathrm{\&Delta;T}<\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\end{array}---\left(1\right)\right.$

其中：y代表电源的输出功率百分比；

ΔT=T_s-T，ΔT为拉伸试件的当前温度与设定阈值之间的温度差值；

T_s表示设定的温度阈值；

T表示拉伸试件的当前温度；

T₀表示当前的室内温度。

所述功率调节器根据温度测量单元产生的电信号，按照式（1）的规律动态调节电源的输出功率，当拉伸试件的当前温度与设定温度阈值之间的差值时，功率调节器接收到相应的温度差值电信号，调整电源以全功率输出，流经拉伸试件的电流密度相应达到最大值，拉伸试件温度迅速上升；随着拉伸试件温度的升高，当时，温度测量单元比较得到的温度差值逐渐减小，产生的电信号也就随之变化，功率调节器根据接收到的电信号调节电源输出功率的百分比，对其按照式（1）的规律进行调整，电源的输出功率逐渐减小。功率调节器不断的根据接收到的电信号对电源的功率进行上述调整，动态调节电路中的电流大小，从而达到调节单向拉伸试件温度的目的。最终使拉伸试件在通电时产生的热量与散发的热量基本保持动态平衡，从而保证拉伸试件的温度稳定在这一设定的温度阈值。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明中温度测量单元由于采用了红外测温感应器时刻监测通电拉伸试件的表面温度，比起接触式测温方法，这种非接触式的测量方法的适应性更广，同时，红外测温的响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长。

2.本发明中由于可以根据具体的材料以及试验的目的和用途，输入材料成形时的温度阈值，这就使得本发明方法的操作灵活，适用范围广。

3.本发明可以很好的保证通电拉伸试件与电子万能试验机的绝缘性，由于采用的是绝缘材料，可以很好的避免夹具表面喷涂绝缘层方法伴随的摩擦破损以及涂层老化脱落等缺陷，本发明中绝缘板位于夹持板与连接杆之间，起绝缘夹持板与连接杆的目的，这样就保证了操作人员及机器设备的安全。

4.本发明提供了控制拉伸试件温度的装置，一方面能够保证在通电热拉伸过程中拉伸试件的温度基本稳定，另一方面由于可以使拉伸试件的温度稳定在不同的温度下进行试验，增加了材料力学性能的研究范围。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1是本发明方法的工作流程示意图。

图2是本发明的试验装置图。

图3是本发明所设计的夹具中上夹具结构示意图。

图4是本发明所设计夹具中下夹具的结构示意图。

图5是本发明所设计夹具中绝缘板的结构示意图。

图6是本发明所设计的夹具中夹持板结构示意图。

图7是本发明实施案例中的标准拉伸试件图。

图8是本发明实施案例中的时间-温度曲线图。其中：

1.上横梁连接杆；2.绝缘板；3.夹持板；4.拉伸试件；5.销钉；6.活动横梁连接杆；7.温度测量单元；8.功率调节器；9.电源装置，10.电子万能试验机。

具体实施方式

实施例1

本实施例一种通电热拉伸试验装置包括单向拉伸试验装置和温度控制装置。所述的单向拉伸试验装置包括电子万能试验机10和一套与机床床体绝缘的夹具；所述的温度控制装置包括温度测量单元7、功率调节器8和电源装置9，所述的温度测量单元7包括红外测温感应器、温度比较器、温度阈值设定面板与温度显示器。

所述电子万能试验机10为现有技术。

所述夹具包括上夹具和下夹具，并且上夹具和下夹具成套使用。上夹具与下夹具的结构特征相同，是基于CSS-44100电子万能试验机设计的，本实施例中，以其中的上夹具为例加以描述。

所述上夹具包括两块结构相同的绝缘板2和夹持板3，其中夹持板3位于所述绝缘板的一端，并固定在该两块绝缘板2之间。连接杆1位于所述绝缘板的另一端，并固定在该两块绝缘板2之间。通过连接杆将所述两个夹具分别与电子万能试验机的上横梁和电子万能试验机的活动横梁连接

所述绝缘板2为采用有机玻璃制成的矩形板，在该绝缘板2的两端分别有螺栓孔，用于连接夹持板3与连接杆。

所述夹持板3采用45＃钢制成，外形呈“T”形。该夹持板的一端为连接端，用于与绝缘板连接；该夹持板的一端为夹持端，用于夹持拉伸试件4。夹持板的连接端有电源线的固定连接孔和用于与绝缘板连接的螺纹孔。在夹持板的夹持端开有“U”形夹口。所述夹口的开口方向与夹持板的上下表面平行。夹口处内表面之间的间距根据所夹持拉伸试件的厚度确定，为1～4mm。

连接杆分为两种，一种是用于上夹具的上横梁连接杆1，另一种是用于下夹具的活动横梁连接杆6。

所述上横梁连接杆1用于上夹具。上横梁连接杆1的一端为平板状，用于将该上横梁连接杆夹持并固定在两块绝缘板之间，所述连接杆一端平板的厚度与夹持板连接端的厚度相同。所述上横梁连接杆1的另一端为圆形杆状，在该圆形杆上有用于将该连接杆与电子万能试验机上横梁连接的销钉孔。

所述活动横梁连接杆6用于下夹具。活动横梁连接杆6用的一端为平板状，用于将连接杆夹持并固定在两块绝缘板之间，所述该活动横梁连接杆一端平板的厚度与夹持板连接端的厚度相同。所述活动横梁连接杆6的另一端为阶梯状圆形杆，该圆形杆的长度和外形尺寸须满足该圆形杆穿通电子万能试验机活动横梁的需要。在所述活动横梁连接杆的圆形杆靠近平板端有用于安装销钉的通孔，通过所安装的销钉，实现夹具与电子万能试验机活动横梁之间的定位。

使用时，先将夹持板3、绝缘板2、上横梁连接杆1通过紧固螺栓连接在一起组成单向拉伸试验的上夹具；将夹持板3、绝缘板2和活动横梁连接杆6通过紧固螺栓连接在一起组成单向拉伸试验的下夹具。将两根电源线的一端分别与电源装置9的正极和负极相连，将该电源线的另一端分别固定在上夹具的夹持板和下夹具的夹持板上，并与所述上夹具的夹持板和下夹具的夹持板连通。将上夹具和下夹具分别通过连接杆与电子万能试验机的上横梁和活动横梁连接，其连接方式与电子万能试验机自带夹具与试验机的连接方式相同。启动电子万能试验机，调整机床上下夹具的距离，将拉伸试件用内六角螺栓固定在夹具上。

所述的温度控制装置包括温度测量单元7、功率调节器8和电源装置9。所述的温度测量单元7包括红外测温感应器、温度比较器、温度阈值设定面板与温度显示器。红外测温感应器、温度阈值设定面板以及温度显示器均与温度比较器相连组成温度测量单元，所述的红外测温感应器通过支架置于拉伸试件标距区域的正前方以方便监测通电拉伸试件温度的变化；所述的红外测温感应器将监测到的拉伸试件温度传递给温度比较器，温度比较器将所接收到的拉伸试件的当前温度与设定的温度阈值进行比较；所述温度测量单元中的温度比较器与功率调节器连接，所述的温度比较器将所得出的温度差值转化为相应的电信号输出给功率调节器；所述的功率调节器与电源装置相连，功率调节器根据接收的电信号，动态调整电源装置的功率，以控制电源功率的输出大小；所述电源装置的正负极分别通过两根导线与夹持拉伸试件的两个夹持板连接，为通电拉伸试件的升温提供所需要的功率，电源的输出功率发生变化，通过拉伸试件的电流大小也会产生相应的变化，由此动态调节拉伸试件温度的上升。

本实施例中，拉伸试件为1mm的钛合金薄板，采用电阻加热拉伸试验。拉伸试件执行国家标准《GB6397-86金属拉伸试验拉伸试件》。拉伸试件的宽度为12.5mm，标距为60mm，拉伸试件夹持板的宽度为40mm，两端的螺栓连接孔直径为17mm，距端面的距离为20mm，过渡圆角的半径为25mm，拉伸试件的总体长度为200mm。

本实施例提出的拉伸试验的具体过程是：

第一步，安装拉伸试件。启动电子万能试验机，根据试验要求调节活动横梁与上横梁之间的距离，采用本实施例设计的夹具将拉伸试件安装在电子万能试验机上。将电源9的正极和负极分别通过电源线与上夹具的夹持板和下夹具的夹持板连通。温度测量单元7与功率调节器8连接用以传递温度信息，功率调节器8与电源9连接用以控制电源功率输出。所述温度测量单元7中红外测温感应器置于拉伸试件标距区域的正对面，用以检测拉伸试件标距区域的温度。

第二步，设定试验参数。所述试验参数包括温度阈值和单向拉伸试验的拉伸速度。在温度测量单元中设定拉伸试件的温度阈值，所述拉伸试件温度阈值的选取根据拉伸试件的材料以及试验的要求采用常规方法确定，并使拉伸试件的温度稳定在该温度阈值内。本实施例的通电热拉伸试验采用的是钛合金材料，要求测试其在800℃时的通电热拉伸性能，因此，设定试验的温度阈值为800℃。

所述试验拉伸速度按照常规方法选取。本实施例中拉伸速度为2mm/min。

第三步，拉伸试件加温。对拉伸试件通电加温，使拉伸试件的温度达到800℃，并通过红外测温感应器实时监测拉伸试件的表面温度。在对拉伸试件加温时，通过温度测量单元7中的红外测温感应器测量拉伸试件的当前温度，并将所监测到的拉伸试件的当前温度输入到温度测量单元的温度比较器中。温度比较器将得到的拉伸试件的当前温度与设定的温度阈值进行比较，得到拉伸试件的当前温度差值，即当前温度差值是指拉伸试件当前温度与设定的温度阈值之间的差值。温度比较器将得到的拉伸试件当前温度差值转化成电信号并将其输出给功率调节器。所述功率调节器根据接收到的拉伸试件当前温度差值转化成电信号控制电源实时输出功率的大小，以实现对拉伸试件温度的实时控制。

所述电源的输出功率用输出功率百分比表示，电源的输出功率百分比是通过调节电流大小来控制功率的大小，是电源的实时功率占最大功率的百分比。电源输出功率的百分比与拉伸试件当前的温度差值之间的关系通过分段函数式（1）表示。

$\left\{\begin{array}{cc}y=1& \mathrm{\&Delta;T}\&GreaterEqual;\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\\ y=\tan \left(\frac{3\mathrm{\&Delta;T}+T_0}{T_s}\right)& \mathrm{\&Delta;T}<\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\end{array}---\left(1\right)\right.$

其中：y代表电源的输出功率百分比；

ΔT=T_s-T，ΔT为拉伸试件的当前温度与设定阈值之间的温度差值；

T_s表示设定的温度阈值；

T表示拉伸试件的当前温度；

T₀表示当前的室内温度。

功率调节器根据温度测量单元产生的相应的电信号动态调节电源的输出功率：当拉伸试件的当前温度差值时，功率调节器接收到相应的温度差值电信号，调整电源以全功率输出，流经拉伸试件的电流密度相应达到最大值，拉伸试件温度迅速上升；随着拉伸试件温度的升高，当时，温度测量单元比较得到的温度差值逐渐减小，产生的电信号也就随之变化，功率调节器根据公式（1）调节电源输出功率的百分比，电源的输出功率逐渐减小。功率调节器不断的根据接收到的电信号对电源的功率动态调节电路中的电流大小，从而达到调节单向拉伸试件温度的目的。最终使拉伸试件在通电时产生的热量与散发的热量基本保持动态平衡，从而保证拉伸试件的温度基本稳定在这一设定的温度阈值。

本实施例中，将各个温度的数值带入公式（1）中，得到电源输出功率百分比与拉伸试件当前温度差值之间的关系函数：

$\left\{\begin{array}{cc}y=1& \mathrm{\&Delta;T}\&GreaterEqual;\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\\ y=\tan \left(\frac{3\mathrm{\&Delta;T}+T_0}{T_s}\right)& \mathrm{\&Delta;T}<\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\end{array}---\left(1\right)\right.$

所述功率调节器根据接收到的温度测量单元产生的电信号，根据公式（1）动态调节电源的输出功率，当拉伸试件的当前温度与设定温度阈值之间的差值ΔT=T_s-T≥201.11℃，即当试件的温度不超过598.89℃时，功率调节器接收到相应的温度差值电信号，调整电源以全功率输出，流经拉伸试件的电流密度相应达到最大值，拉伸试件温度迅速上升；随着拉伸试件温度的升高，当拉伸试件的当前温度与设定温度阈值之间的差值ΔT=T_s-T<201.11℃，即当试件的温度超过598.89℃时，温度测量单元比较得到的温度差值逐渐减小，产生的电信号也就随之变化，功率调节器根据接收到的电信号按照函数调整电源输出功率的百分比，电源的输出功率逐渐减小。功率调节器不断的根据接收到的电信号对电源的功率进行上述调整，动态调节电路中的电流大小，从而达到调节拉伸试件温度的目的。最终使拉伸试件在通电时产生的热量与散发的热量基本保持动态平衡，从而保证拉伸试件的温度基本稳定在这一设定的温度阈值。

第四步，单向拉伸试验。当拉伸试件的温度达到800℃并稳定后，通过电子万能试验机按常规的单向拉伸试验方法对拉伸试件进行单向拉伸试验，得到拉伸过程中的应力-应变曲线。同时，随着拉伸试验的进行，拉伸试件标距段的横截面积减小，拉伸试件在标距段发生失稳而产生少量颈缩，导致通过拉伸试件的电流密度发生变化，从而引起拉伸试件温度上升进而产生波动，为了消除这种波动，温度控制装置按照第三步通过对电源的实时输出功率的调节，使拉伸试件的温度稳定在800℃，直至该拉伸试件断裂。

Claims (4)

1.一种通电热拉伸试验装置，其特征在于，包括单向拉伸试验装置和温度控制装置；所述的温度控制装置包括温度测量单元、功率调节器和电源装置；所述的单向拉伸试验装置包括电子万能试验机和夹具；所述夹具包括上夹具和下夹具，并且上夹具和下夹具分别与电子万能试验机的上横梁和活动横梁固定连接；温度控制装置中的电源装置的正极和负极分别与上夹具的夹持板和下夹具夹持板连通；温度控制装置中的温度测量单元置于拉伸试件标距区域的正前方，并与功率调节器和电源装置串连；

所述上夹具和下夹具均包括两块结构相同的绝缘板、夹持板和连接杆，其中夹持板位于所述绝缘板的一端，并固定在该两块绝缘板之间；连接杆位于所述绝缘板的另一端，并固定在该两块绝缘板之间；通过连接杆将所述两个夹具分别与电子万能试验机的上横梁和电子万能试验机的活动横梁连接；

所述的温度测量单元包括红外测温感应器和温度比较器；红外测温感应器将监测到的拉伸试件温度传递给温度比较器，通过温度比较器将所接收到的拉伸试件的当前温度与设定的温度阈值进行比较；温度比较器将所得出的温度差值转化为电信号输出给功率调节器。

2.如权利要求1所述通电热拉伸试验装置，其特征在于，所述夹持板的一端为连接端，另一端为拉伸试件的夹持端，在所述夹持端开有“U”形夹口；所述夹口的开口方向与夹持板的上下表面平行；夹口处内表面之间的间距为1～4mm。

3.一种使用权利要求1所述通电热拉伸试验装置进行拉伸试验的方法，其特征在于，具体过程是：

第一步，安装拉伸试件；启动电子万能试验机，根据试验要求调节活动横梁与上横梁之间的距离，通过上夹具和下夹具将拉伸试件的两端分别与电子万能试验机的上横梁和活动横梁固连；将电源的正极和负极分别通过电源线与上夹具的夹持板和下夹具的夹持板连通；安放温度测量单元，并连接温度测量单元、功率调节器和电源；

第二步，设定试验参数；所述试验参数包括温度阈值和单向拉伸试验的拉伸速度；在温度测量单元中设定拉伸试件的温度阈值，所述拉伸试件温度阈值的选取根据拉伸试件的材料以及试验的要求采用常规方法确定，并使拉伸试件的温度稳定在该温度阈值内；所述试验拉伸速度按照常规方法选取；

第三步，拉伸试件加温；对拉伸试件通电加温，使拉伸试件的温度达到温度阈值，并通过红外测温感应器实时监测拉伸试件的表面温度；

功率调节器根据温度测量单元产生的相应的电信号动态调节电源的输出功率：当拉伸试件的当前温度差值时，功率调节器接收到相应的温度差值电信号，调整电源以全功率输出，流经拉伸试件的电流密度相应达到最大值，拉伸试件温度迅速上升；随着拉伸试件温度的升高，当时，温度测量单元比较得到的温度差值逐渐减小，产生的电信号也就随之变化，功率调节器根据电源输出功率的百分比与拉伸试件当前的温度差值之间的关系调节电源输出功率的百分比，电源的输出功率逐渐减小；功率调节器不断的根据接收到的电信号对电源的功率动态调节电路中的电流大小，从而使拉伸试件的温度稳定在设定的温度阈值；

第四步，单向拉伸试验；当拉伸试件的温度稳定在设定的温度阈值后，采用常规的单向拉伸试验方法对拉伸试件进行单向拉伸试验，得到拉伸过程中的应力-应变曲线；同时，随着拉伸试验的进行，拉伸试件标距段的横截面积减小，拉伸试件在标距段发生失稳而产生少量颈缩，导致通过拉伸试件的电流密度发生变化，从而引起拉伸试件温度上升进而产生波动，为了消除这种波动，温度控制装置继续动态调节电源的实时输出功率，使拉伸试件的温度稳定在设定的温度阈值，直至完成该拉伸试件的单向拉伸试验。

4.如权利要求3所述通电热拉伸试验装置拉伸试验的方法，其特征在于，所述电源的实时输出功率的值用百分比表示，并且所述电源输出功率的百分比与拉伸试件当前的温度差值之间的关系通过分段函数式(1)表示；

$\left\{\begin{array}{cc}y=1& \mathrm{\&Delta;}T\&GreaterEqual;\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\\ y=\tan \left(\frac{3\mathrm{\&Delta;}T+T_0}{T_s}\right)& \mathrm{\&Delta;}T<\frac{T_s\&CenterDot;\arctan 1-T_0}{3}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中：y为电源的输出功率百分比；

△T＝T_s-T，△T为拉伸试件的当前温度与设定阈值之间的温度差值；T_s为设定的温度阈值；T为拉伸试件的当前温度；T₀为当前的室内温度。