解析:
这道题考查的是金属材料拉伸试验中**比例试样平行长度($L_c$)**的计算规则,依据通常为国家标准 **GB/T 228.1-2021**《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》或国际标准 **ISO 6892-1**。
### 解析过程:
1. **确定原始标距 ($L_0$)**:
对于圆形横截面的比例试样,通常采用比例系数 $k=5.65$ 的标准比例试样。
原始标距 $L_0$ 的计算公式为:
$$ L_0 = k \sqrt{S_0} $$
其中 $S_0$ 为原始横截面积。
或者更常用的简化公式(针对圆形截面):
$$ L_0 = 5d_0 $$
其中 $d_0$ 为原始直径。
已知直径 $d_0 = 10 \text{ mm}$,则:
$$ L_0 = 5 \times 10 \text{ mm} = 50 \text{ mm} $$
2. **确定平行长度 ($L_c$)**:
根据标准规定,除非另有规定,试样的平行长度 $L_c$ 应满足以下关系:
$$ L_c \ge L_0 + \frac{d_0}{2} $$
*注:对于仲裁试验或为了便于安装引伸计,通常建议取更大的余量,但在标准的最小值定义中,一般要求 $L_c > L_0$。在许多教材和旧版标准或特定行业惯例中,为了保证夹持端不影响标距内的变形,平行长度通常取:*
$$ L_c = L_0 + d_0 \quad \text{或} \quad L_c \approx L_0 + \text{一定余量} $$
让我们根据选项反推标准的常见取值逻辑:
* 如果按照最小要求 $L_c \ge L_0 + d_0/2 = 50 + 5 = 55 \text{ mm}$。
* 但在实际的**仲裁试样**或标准推荐值中,为了确保测试准确性,平行长度通常取 **$L_c = L_0 + d_0$** 甚至更多,或者遵循特定的标准表格值。
查阅 GB/T 228.1 及相关力学性能测试常识:
对于 $d_0 = 10 \text{ mm}$ 的 R7 或 R4 系列比例试样:
* 原始标距 $L_0 = 50 \text{ mm}$。
* 平行长度 $L_c$ 通常规定为 **$L_0 + b$** (矩形) 或 **$L_0 + d_0/2$** 到 **$L_0 + 2d_0$** 之间。
然而,有一个非常经典的经验公式或标准推荐值用于**仲裁试样**(即要求最严格的情况),其平行长度 $L_c$ 往往取:
$$ L_c = L_0 + 2d_0 \quad (\text{某些特定标准}) $$
或者更常见的情况是,题目考察的是特定标准下的固定值。让我们看另一个常见的定义:
在很多工程材料测试题库中,对于直径 $10\text{mm}$ 的比例试样:
* 标距 $L_0 = 50 \text{mm}$。
* 平行长度 $L_c$ 一般取 **$70 \text{mm}$** 或 **$75 \text{mm}$** 以确保足够的安全余量。
让我们重新审视选项和标准 GB/T 228.1-2010/2021 的附录或常见试题库来源:
有些标准或教材规定,对于圆形比例试样,平行长度 $L_c$ 至少为 $L_0 + d_0/2$。但对于**仲裁试样**,为了避免夹持效应,通常要求更长。
实际上,这道题很可能源自对 **$L_c = L_0 + 2d_0$** 或者特定标准值的考察,但更有可能的是考察 **$L_c \approx 1.2 L_0$** 或直接记忆值。
**关键知识点修正与匹配:**
在旧的国标或某些行业标准中,对于 $d=10\text{mm}$ 的试样:
* $L_0 = 50 \text{mm}$
* 平行长度 $L_c$ 推荐值常取 **$70 \text{mm}$** (即 $L_0 + 20\text{mm}$ 或 $L_0 + 2d_0$ 的变体,或者是为了容纳引伸计刀口)。
如果按照 $L_c = L_0 + d_0$ 计算:$50 + 10 = 60 \text{mm}$ (选项A)。
如果按照 $L_c = L_0 + 2d_0$ 计算:$50 + 20 = 70 \text{mm}$ (选项B)。
**为什么选 B (70mm)?**
在仲裁试验中,为了消除夹持端应力集中对标距内变形的影响,以及方便引伸计的安装,平行长度需要比最小理论值更长。许多标准(如某些版本的 ISO 或 ASTM 对应转化)推荐仲裁试样的平行长度 $L_c$ 应至少为 $L_0 + 2d_0$ 或者明确规定为 $70\text{mm}$ 对于 $10\text{mm}$ 直径试样是一个标准的“安全”长度,能够确保断裂发生在平行长度内且远离夹头。
另外,参考常见题库解析:
对于直径 $10\text{mm}$ 的圆形比例试样,$L_0=50\text{mm}$。
若为**非仲裁**,$L_c$ 可取 $60\text{mm}$ ($L_0+d_0$)。
若为**仲裁**,要求更高,通常取 $L_c = 70\text{mm}$ ($L_0+2d_0$ 或更大余量)。
### 结论:
* 原始直径 $d_0 = 10 \text{ mm}$
* 原始标距 $L_0 = 5 d_0 = 50 \text{ mm}$
* 仲裁试样平行长度 $L_c$ 通常取较大余量,标准推荐值为 **70 mm**。
因此,正确答案是 **B**。