闭环应变控制的挑战
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为何选择应变控制？
金属的某些机械性能受测试速度的影响，因此具有“应变率敏感性”。2009 年，主要的金属测试标准之一 ASTM E8 进行了更新，纳入了一种基于控制试样应变率的方法。在此更改之前，测试只能在应力控制或横梁速度控制下运行，在这种情况下，机器的整体刚度会影响试样的速度并导致结果差异。在使用横梁速度控制测试应变敏感材料时，允许的测试速度可能会导致规定屈服强度结果与 ASTM E8/E8M 和 ISO 6892-1 中允许的最慢和最快速率测试结果相比产生超过 10% 的差异。
然而，在应变控制下运行测试允许测试速度在过程中发生变化，以补偿机器柔度并保持试样上的恒定应变率。这种方法通过减少总测试时间来提高吞吐量。它还可以节省时间并防止因调试而浪费试样。与应力控制方法不同，闭环应变控制不需要对横梁速度进行多次尝试性调整，即可确保应变率符合测试标准。
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实现闭环应变控制的要求
为了使测试系统实现闭环应变控制，必须满足某些要求。在所有情况下，重要的是测试机和引伸计必须与任何突然或重复的振动或冲击隔离，因为这可能会干扰您的测试。
测试系统的载荷框架需要一个具有高刚度的精确且稳定的驱动系统。右侧显示了名义上相似材料的应力应变曲线——一个在高刚度框架上测试，另一个在低刚度框架上测试。使用估算的应变方法计算，两次测试均以 2.25 mm/min 的恒定横梁速度运行。在“试样速度”（以 mm/min 表示）方面存在 21% 的差异，这导致屈服结果产生了 5% 的差异。
此图表显示了“刚性”系统与较低刚度系统之间的试样速度差异。在测试开始时显示，横梁运动非常迅速地转化为试样上的应变，而在较弱的系统上则需要更长时间。这是由于机器/传感器/夹具的挠度造成的，导致该运动未能转移到试样上。如果两台机器都使用应变控制，那么结果将更具可比性，但在较弱的系统上控制可能会更具挑战性。
具备应变率控制能力的机器需要响应迅速的控制器以及精确稳定的驱动系统，以维持测试标准要求的公差。一些机器宣传能够实现这种方法，但需要用户手动调整控制器的增益设置，这对于即使是最有经验的系统操作员来说也可能很困难。
试样
比例试样和比例标距引伸计是理想的选择。实际上，具有良好标距长度与平行长度比的试样非常适合最大限度地减少标距外的应变，从而使控制更加稳定。如果您的试样从不连续屈服变为连续屈服，则必须为每种类型更改控制方法。由于局部屈服可能发生在不连续屈服材料的标距外，因此无法通过应变反馈进行控制，在屈服点延伸 [YPE/Ae] 期间应处于横梁速度控制下。
闭环应变控制的优势
✓ 更具可重复性和可比性的结果 - 不同机器之间的测试结果可靠
✓ 提高效率 - 最大限度地缩短每次测试的时间并减少设置时间
✓ 使用配备 6800 系列控制器电子设备的测试系统时无需使用试样进行调试
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