13.1 拉伸实验数据处理概述

13.1 拉伸实验数据处理概述

做拉伸实验时,将图13-1所示的低碳钢标准拉伸试件夹持在图13-2所示的试验机的拉伸夹头上并对其施加拉力,用载荷传感器测量施加的拉力,用引伸计测量试件的应变。整个实验场景如图13-3所示。

图13-1 标准拉伸试件

图13-2 拉伸试件夹持在两个夹头中间

图13-3 拉伸实验场景

拉伸实验最主要的实验数据是应力-应变曲线,从曲线上可以获取材料的比例极限、弹性模量、屈服极限、强度极限等力学量,还可观察屈服、强化等变形阶段的行为。目前常规的试验机控制软件一般会实时绘制应力-应变曲线(图13-4),有的甚至还提供简单的分析功能,如拟合弹性模量等。

但是,直接用上述曲线图撰写文章或报告基本是不可行的。首先,与专业绘图软件作出的图相比,这些曲线图是不够美观的(如图13-4和图13-5的对比),且其标注等常不符合规范;其次,如果想往这类图中加一些素材,如加入某部分的放大曲线等,是不可能的;最后,要想在报告或文章中利用这类图,只能通过拷屏生成位图,而用位图表达的曲线,其印刷质量一般比较差。鉴于上述原因,有必要掌握分析实验数据并绘制曲线的技能。一般的试验机软件均提供数据导出功能,用MATLAB完全可以达到上述目的。

图13-4 试验机软件得到的应力-应变曲线

下一节针对一个具体的实验,介绍用MATLAB处理并绘制实验曲线的具体过程。