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拉伸试验是什么?为什么要做这个试验?(拉伸试验的目的是什么)

发布:2024-06-24 浏览:55

核心提示:随着汽车、轨道交通、航空航天和电子电器等各类领域的技术创新和应用创新,金属、塑料等各类材料的应用越来越广泛,这也对材料的性能提出了更高的要求,其中就包括材料的力学性能。材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征。材料力学性能的评定离不开相应测试,本文将针对其中的拉伸试验进行解读。概述拉伸试验作为材料力学性能试验的基本方法之一,主要用于测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性。典型的拉伸试验测试设备拉伸测试作为一项常规

随着汽车、轨道交通、航空航天和电子电器等各类领域的技术创新和应用创新,金属、塑料等各类材料的应用越来越广泛,这也对材料的性能提出了更高的要求,其中就包括材料的力学性能。
材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征。
材料力学性能的评定离不开相应测试,本文将针对其中的拉伸试验进行解读。
概述拉伸试验作为材料力学性能试验的基本方法之一,主要用于测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性。
典型的拉伸试验测试设备拉伸测试作为一项常规性能测试,是在规定的试验温度、湿度与拉伸速度下,对塑料试样的纵轴方向施加拉伸载荷。
当牵伸作用力大于键合力或分子间的作用力时,会使分子链断裂或相互滑移,宏观表现为样条的塑性变形、断裂,在这一过程中测试试样承受的负荷及其伸长。
通常的测试项目为拉伸应力、拉伸强度、拉伸屈服强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量等。
以低碳钢为例,拉伸试验步骤主要分为8步:准备试件、调整试验机、装夹试件、检查与试车、进行试验、取下试件和记录纸、用游标卡尺测量断后标距、用游标卡尺测量缩颈处最小直径。
拉伸曲线与试验主要阶段典型拉伸曲线示意图拉伸曲线可直接反映的具体信息:比例极限σp:应力与应变成正比关系的最大应力;弹性极限σe:材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形的应力。
应力超过弹性极限,开始发生塑性变形时的应力;屈服极限σs:金属发生明显塑性变形的抗力,屈服点:屈服点对应的强度,有上、下屈服极限;条件屈服强度σ0.2:当没有明显屈服平台时,规定产生0.2%残余塑性应变时的应力;抗拉强度(强度极限)σb:试样拉断前最大载荷所决定的临界应力;弹性模量E:弹性变形阶段,应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数即为弹性模量。
延伸率δ:试样拉伸断后标距段的总变形ΔL与原标距长L之比:δ=ΔL/L×100%,延伸率和截面收缩率都是描述材料塑性性能的指标。
材料不同,其拉伸曲线也有所不同,但总的来说:从初始拉伸至最后断裂过程可基本划分为四个特征阶段:1、弹性阶段随着荷载的增加,应变(应变指在外力和非均匀温度场等因素作用下物体局部的相对变形)随应力(物体由于外因而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,单位面积上的内力称为应力)成正比增加。
如卸去荷载,试件将恢复原状,表现为弹性变形。
2、屈服阶段应力与应变不成比例,开始产生塑性变形,应变增加的速度大于应力增长速度,钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。
3、强化阶段抵抗塑性变形的能力又重新提高,变形发展速度比较快,随着应力的提高而增强。
4、颈缩阶段材料变形迅速增大,而应力反而下降。
试件薄弱处截面显著缩小,产生“颈缩现象”,直至断裂。
影响因素因材料不同,影响拉伸试验的因素同样也会发生变化,但主要可以归纳为以下四种:1、取样部位和方法材料中因成分、组织、结构、缺陷、加工变形等分布不均,使得同一批产品或同一产品不同部位可能出现力学性能的差异,因此在切取样品时,应严格按照相关国标的规定执行。
2、试验设备试验设备直接影响结果数据的准确性和真实性,因此实验时必须要保证试验机在检定的有效期内。
各类的万能试验机及配套引伸计需定期进行校验、维护。
3、试验环境的影响试验环境主要包括环境温度、实验地点周围有无振动的影响等。
4、试验方法的选择试验方法主要包括夹持方法、拉伸速率,拉伸横截面积以及式样尺寸的测量方法,在选择测量样品的尺寸时,宜选用外径千分尺、游标卡尺。
此外,由于主观因素和操作技巧的不同,也会对测量结果带来误差。
因此,检验人员应通过严格的培训并按照相应国标的方法进行试验。
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