試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)要素

試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)要素

試驗(yàn)方法 拉伸試驗(yàn)在材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)機(jī)有機(jī)械式、液壓式、電液或電子伺服式等型式。試樣型式可以是材料全截面的，也可以加工成圓形或矩形的標(biāo)準(zhǔn)試樣。鋼筋、線(xiàn)材等一些實(shí)物樣品一般不需要加工而保持其全截面進(jìn)行試驗(yàn)。試樣制備時(shí)應(yīng)避免材料組織受冷、熱加工的影響，并保證一定的光潔度。

　　試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，試驗(yàn)機(jī)可自動(dòng)繪制出拉伸曲線(xiàn)圖。對(duì)于低碳鋼等塑性好的材料，在試樣拉伸到屈服點(diǎn)時(shí)，測(cè)力指針有明顯的抖動(dòng)，可分出上、下屈服點(diǎn)（和），在計(jì)算時(shí),常取。材料的 δ和ψ可將試驗(yàn)斷裂后的試樣拼合，測(cè)量其伸長(zhǎng)和斷面縮小而計(jì)算出來(lái)。

拉伸試驗(yàn) 是指在承受軸向拉伸載荷下測(cè)定材料特性的試驗(yàn)方法。利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長(zhǎng)率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。從高溫下進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)可以得到蠕變數(shù)據(jù)。金屬拉伸試驗(yàn)的步驟可參見(jiàn)ASTM E-8標(biāo)準(zhǔn)。塑料拉伸試驗(yàn)的方法參見(jiàn)ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)、D-2289標(biāo)準(zhǔn)（高應(yīng)變率）和D-882標(biāo)準(zhǔn)（薄片材）。ASTM D-2343標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用于玻璃纖維的拉伸試驗(yàn)方法；ASTM D-897標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了適用于粘結(jié)劑的拉伸試驗(yàn)方法；ASTM D-412標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬橡膠的拉伸試驗(yàn)方法。拉伸試驗(yàn)又可稱(chēng)拉力試驗(yàn)。

　　測(cè)定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗(yàn)，又稱(chēng)抗拉試驗(yàn)。它是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一，主要用于檢驗(yàn)材料是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和研究材料的性能。
 

性能指標(biāo) 拉伸試驗(yàn)可測(cè)定材料的一系列強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)度通常是指材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時(shí)，當(dāng)載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現(xiàn)象叫做屈服。產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力，稱(chēng)屈服點(diǎn)或稱(chēng)物理屈服強(qiáng)度，用σS（帕）表示。工程上有許多材料沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，通常把材料產(chǎn)生的殘余塑性變形為 0.2％時(shí)的應(yīng)力值作為屈服強(qiáng)度，稱(chēng)條件屈服極限或條件屈服強(qiáng)度，用σ0.2 表示。材料在斷裂前所達(dá)到的大應(yīng)力值，稱(chēng)抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限，用σb（帕）表示。

　　塑性是指金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不致破壞的能力，常用的塑性指標(biāo)是延伸率和斷面收縮率。延伸率又叫伸長(zhǎng)率,是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長(zhǎng)度同原始長(zhǎng)度比值的百分?jǐn)?shù),用δ表示。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后，斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分?jǐn)?shù)，用ψ表示。

　　條件屈服極限σ0.2、強(qiáng)度極限σb、伸長(zhǎng)率 δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗(yàn)經(jīng)常要測(cè)定的四項(xiàng)性能指標(biāo)。此外還可測(cè)定材料的彈性模量E、比例極限σp、彈性極限σe等。
 

拉伸曲線(xiàn)圖 由試驗(yàn)機(jī)繪出的拉伸曲線(xiàn)，實(shí)際上是載荷－伸長(zhǎng)曲線(xiàn)（見(jiàn)圖），如將載荷坐標(biāo)值和伸長(zhǎng)坐標(biāo)值分別除以試樣原截面積和試樣標(biāo)距，就可得到應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)圖。圖中op部分呈直線(xiàn)，此時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變成正比，其比值為彈性模量，Pp是呈正比時(shí)的大載荷，p點(diǎn)應(yīng)力為比例極限σp。繼續(xù)加載時(shí)，曲線(xiàn)偏離op，直到 e點(diǎn)，這時(shí)如卸去載荷，試樣仍可恢復(fù)到原始狀態(tài)，若過(guò)e點(diǎn)試樣便不能恢復(fù)原始狀態(tài)。e點(diǎn)應(yīng)力為彈性極限σe。工程上由于很難測(cè)得真正的σe,常取試樣殘余伸長(zhǎng)達(dá)到原始標(biāo)距的0.01％時(shí)的應(yīng)力為彈性極限,以σ0.01 表示。繼續(xù)加載荷，試樣沿es曲線(xiàn)變形達(dá)到s點(diǎn)，此點(diǎn)應(yīng)力為屈服點(diǎn)σS或殘余伸長(zhǎng)為 0.2％的條件屈服強(qiáng)度σ0.2。過(guò)s點(diǎn)繼續(xù)增加載荷到拉斷前的大載荷b點(diǎn),這時(shí)的載荷除以原始截面積即為強(qiáng)度極限σb。在 b點(diǎn)以后，試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)，而橫截面積減小,承載能力開(kāi)始下降,直到 k點(diǎn)斷裂。斷裂瞬間的載荷與斷裂處的截面的比值稱(chēng)斷裂強(qiáng)度。

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