規(guī)定非比例應(yīng)力是金屬力學(xué)性能試驗(yàn)中量重要的指標(biāo)之一，它的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到機(jī)器設(shè)備的可靠性。但由于金屬材料種類繁多，性能特點(diǎn)差異很大，而且還會(huì)隨不同的受力情況發(fā)生變化。到目前為止還沒有一種*通用的方法滿足各種試驗(yàn)的需求。因此如何針對(duì)不同材料的特點(diǎn)及受力情況選取合適的試驗(yàn)方法，就顯的非常重要。

就金屬材料的拉伸（含高溫拉伸）、壓縮、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)而言，國標(biāo)共提出了4種規(guī)定非比例應(yīng)力的試驗(yàn)方法，每一種都具有各自的特點(diǎn)與適應(yīng)范圍。那么如何選取合適的試驗(yàn)方法呢？這是試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家和試驗(yàn)員都面臨的問題。依筆者多年從事試驗(yàn)機(jī)研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)及對(duì)國標(biāo)的分析與理解，下面對(duì)4種方法進(jìn)行簡單的分析，提出在當(dāng)前時(shí)期的*選擇，供大家參考。

國標(biāo)提出的4種方法為：

一、“平行線法”；

二、“逐步逼近法”

三、“滯后環(huán)法”

四、“逐級(jí)加載法”

平行線法（具體方法的描述見相應(yīng)的國標(biāo)）：

這種方法是目前應(yīng)用zui廣的一種方法，它簡單明了，物理含義一目了然，既可適用于手動(dòng)圖解法，也可適用于計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，并且可以與其它參數(shù)在同一次試驗(yàn)中完成，是一種“多快好省”的方法。在計(jì)算機(jī)沒有被廣泛使用于試驗(yàn)機(jī)以前是zui主要的方法。從國標(biāo)對(duì)這一方法的描述看，規(guī)定非比例應(yīng)力的求取與彈性模量的求取有著直接的關(guān)系，要準(zhǔn)確的求取規(guī)定的非比例應(yīng)力，首先就要準(zhǔn)確的確定材料的線性彈性范圍（其直線段的斜率即為彈性模量）。遺憾的是，并不是每一種材料都具有非常明顯的線性彈性范圍，這在一定程度上了限制了這種方法的使用。但由于近年來計(jì)算機(jī)被廣泛的應(yīng)用于材料試驗(yàn)機(jī)中，對(duì)于不是非常嚴(yán)重的非線性彈性狀態(tài)在求取彈性模量時(shí)，一般可使用zui小二乘法擬合出直線，并以此直線的斜率，反映材料的彈性模量；按定義可以此直線為依據(jù)進(jìn)行平行線法的計(jì)算。由于它手動(dòng)、自動(dòng)皆宜，所以可以用手動(dòng)圖解法驗(yàn)證自動(dòng)處理程序是否正確。因此在大多數(shù)的情況下是一種非常好的方法。

逐步逼近法：

按照對(duì)該方法的定義 （參見相應(yīng)的方法描述），它非常適合于計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。雖然國標(biāo)描述該方法時(shí)采用了圖解法，但實(shí)際上它是無法利用手動(dòng)作圖法人工求取的，因?yàn)樗枰谝粭l曲線圖上反復(fù)劃出很多的直線，當(dāng)逼近次數(shù)一多時(shí) ，圖面就會(huì)變的非常混亂，以致于無法繼續(xù)逼近。但當(dāng)采用計(jì)算機(jī)處理時(shí)，這些直線都是虛擬的并不需要真畫出，由于當(dāng)今計(jì)算機(jī)的速度非?？欤平牟介L可以非常小，甚至可以將所有的采樣數(shù)據(jù)對(duì)全部處理一遍，所以求取的結(jié)果準(zhǔn)確度較高。同平行線法一樣，它也可以同其它參數(shù)的求取在一次試驗(yàn)中完成，同樣是一各“多快好省”的方法。但它也具有一定的局限性，當(dāng)彈性直線段的上線力值小于zui大力值的0.5倍 （0.5Fm）時(shí)，（有直線段，但直線段較短）則不能用此方法正確求取規(guī)定的非比例應(yīng)力。

滯后環(huán)法：

雖然國標(biāo)在介紹該方法時(shí)明確指出“如力—延伸曲線圖的直線部分不能明確地確定”時(shí)使用這一方法，但筆者認(rèn)為它同樣也適合具有彈性直線段的情況。因此，可滿足各種材料“規(guī)定非比例應(yīng)力”的求取，似乎是一個(gè)比較好的方法。但從國標(biāo)對(duì)這一方法的描述來看，它只適合人工手動(dòng)圖解計(jì)算，而不適合計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。這是因?yàn)椋?，由于計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)為離散數(shù)據(jù)，單從采集的數(shù)據(jù)組上判斷滯后環(huán)的位置（交叉點(diǎn)）一般情況下是不可能 ，除非使用采集到的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線函數(shù)擬合，再以此曲線函數(shù)進(jìn)行分析，才可找出滯后環(huán)位置（交叉點(diǎn)）。但要找出這一函數(shù)，卻是非常困難的事情；第二，由于此方法要預(yù)估出其規(guī)定的非比例應(yīng)力，這在某些情況下是比較困難的事情，由于預(yù)估值的偏差可能導(dǎo)致不存在滯后環(huán)（對(duì)存在直線段的材料且預(yù)值值太小的情況）或滯后環(huán)位于“規(guī)定非比例應(yīng)力平行線”的左側(cè)（參見GB/T4338）從而需要找出試驗(yàn)曲線的“包跡線” （參見GB/T4338  11.1.2條），這在通常情況下不可能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，且此方法在一次試驗(yàn)中只能求取單一的規(guī)定的非比例應(yīng)力，是一種既費(fèi)時(shí)、費(fèi)力又浪費(fèi)資源的方法，除非不得已才選用。因此在要求自動(dòng)處理試驗(yàn)結(jié)果的場(chǎng)合不適用。

逐級(jí)加載法：

這一方法可以簡單的描述為“土法上馬”的辦法，在無法繪制“力—變形曲線”（更別提自動(dòng)采集數(shù)據(jù)）的場(chǎng)合或沒有材料試驗(yàn)機(jī)而使用力值砝碼進(jìn)行加載的場(chǎng)合下應(yīng)急使用，當(dāng)然它就只能是人工處理結(jié)果了，由于現(xiàn)階段這種情況已很少發(fā)生，所以就不多分析。

綜上所述，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4種試驗(yàn)方法中“平行線法”“逐步逼近法”是兩種zui基本的方法，互補(bǔ)使用可基本滿足“規(guī)定殘余應(yīng)力”值的求取，因而在配備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)中，應(yīng)該具有這兩種不同的處理算法，以滿足不同的情況需要。同時(shí)應(yīng)該具有的曲線顯示、打印功能，以實(shí)現(xiàn)在特殊情況下采用“滯后環(huán)法”手動(dòng)處理，彌補(bǔ)前兩種方法的不足。

參考文獻(xiàn)：

GB/T 228-2002         金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法

GB/T 4338-1995        金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)方法

GB/T 7341-1987        金屬壓縮試驗(yàn)方法

GB/T 10128-1998       金屬室溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法