規(guī)定非比例應(yīng)力是金屬力學性能試驗中量重要的指標之一，它的數(shù)據(jù)的準確性直接關(guān)系到機器設(shè)備的可靠性。但由于金屬材料種類繁多，性能特點差異很大，而且還會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的需求。因此如何針對不同材料的特點及受力情況選取合適的試驗方法，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)試驗而言，國標共提出了4種規(guī)定非比例應(yīng)力的試驗方法，每一種都具有各自的特點與適應(yīng)范圍。那么如何選取合適的試驗方法呢？這是試驗機生產(chǎn)廠家和試驗員都面臨的問題。依筆者多年從事試驗機研發(fā)的經(jīng)驗及對國標的分析與理解，下面對4種方法進行簡單的分析，提出在當前時期的*選擇，供大家參考。

國標提出的4種方法為：

一、“平行線法”；

二、“逐步逼近法”

三、“滯后環(huán)法”

四、“逐級加載法”

平行線法（具體方法的描述見相應(yīng)的國標）：

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，既可適用于手動圖解法，也可適用于計算機自動處理，并且可以與其它參數(shù)在同一次試驗中完成，是一種“多快好省”的方法。在計算機沒有被廣泛使用于試驗機以前是zui主要的方法。從國標對這一方法的描述看，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，要準確的求取規(guī)定的非比例應(yīng)力，首先就要準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。但由于近年來計算機被廣泛的應(yīng)用于材料試驗機中，對于不是非常嚴重的非線性彈性狀態(tài)在求取彈性模量時，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)進行平行線法的計算。由于它手動、自動皆宜，所以可以用手動圖解法驗證自動處理程序是否正確。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：

按照對該方法的定義 （參見相應(yīng)的方法描述），它非常適合于計算機自動處理。雖然國標描述該方法時采用了圖解法，但實際上它是無法利用手動作圖法人工求取的，因為它需要在一條曲線圖上反復劃出很多的直線，當逼近次數(shù)一多時 ，圖面就會變的非常混亂，以致于無法繼續(xù)逼近。但當采用計算機處理時，這些直線都是虛擬的并不需要真畫出，由于當今計算機的速度非常快，逼近的步長可以非常小，甚至可以將所有的采樣數(shù)據(jù)對全部處理一遍，所以求取的結(jié)果準確度較高。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，當彈性直線段的上線力值小于zui大力值的0.5倍 （0.5Fm）時，（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：

雖然國標在介紹該方法時明確指出“如力—延伸曲線圖的直線部分不能明確地確定”時使用這一方法，但筆者認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，似乎是一個比較好的方法。但從國標對這一方法的描述來看，它只適合人工手動圖解計算，而不適合計算機自動處理。這是因為：*，由于計算機采集的數(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）一般情況下是不可能 ，除非使用采集到的離散數(shù)據(jù)進行曲線函數(shù)擬合，再以此曲線函數(shù)進行分析，才可找出滯后環(huán)位置（交叉點）。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，由于預估值的偏差可能導致不存在滯后環(huán)（對存在直線段的材料且預值值太小的情況）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實現(xiàn)，且此方法在一次試驗中只能求取單一的規(guī)定的非比例應(yīng)力，是一種既費時、費力又浪費資源的方法，除非不得已才選用。因此在要求自動處理試驗結(jié)果的場合不適用。

逐級加載法：

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”（更別提自動采集數(shù)據(jù)）的場合或沒有材料試驗機而使用力值砝碼進行加載的場合下應(yīng)急使用，當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，在標準規(guī)定的4種試驗方法中“平行線法”“逐步逼近法”是兩種zui基本的方法，互補使用可基本滿足“規(guī)定殘余應(yīng)力”值的求取，因而在配備計算機系統(tǒng)的試驗機中，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。同時應(yīng)該具有的曲線顯示、打印功能，以實現(xiàn)在特殊情況下采用“滯后環(huán)法”手動處理，彌補前兩種方法的不足。

參考文獻：

GB/T 228-2002         金屬材料室溫拉伸試驗方法

GB/T 4338-1995        金屬材料高溫拉伸試驗方法

GB/T 7341-1987        金屬壓縮試驗方法

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