
1拉伸性能及拉伸試驗(yàn)的定義 材料的彈性、強(qiáng)度、塑性、應(yīng)變硬化等許多重要的力學(xué)性能指標(biāo)統(tǒng)稱為拉伸性,它是材料的基本力學(xué)性能。根據(jù)拉伸性能可預(yù)測材料的其他力學(xué)性能,如疲勞、斷裂等。在工程應(yīng)用中,拉伸性能是結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。 拉伸試驗(yàn)是標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣在靜態(tài)軸向拉伸力不斷作用下以規(guī)定的拉伸速度拉至斷裂,并在拉伸過程中連續(xù)記錄力與伸長量,從而求出其強(qiáng)度判據(jù)和塑性判據(jù)的力學(xué)性能試驗(yàn)。
2拉伸性能指標(biāo)分類 (1)斷裂強(qiáng)力材料拉伸到斷裂時(shí)所能承受的外力,單位為N或cN。(2)相對強(qiáng)度,將強(qiáng)力折合成規(guī)定紗線粗細(xì)時(shí)的力。如斷裂強(qiáng)度,材料拉伸斷裂時(shí),單位截面積上所能承受的最大外力,單位為兆帕MPa(N/m2);斷裂比強(qiáng)度,材料拉伸到斷裂時(shí)單位線密度所能承受的力常用于纖維或紗線,單位為cN/dtex,或N/tex;斷裂長度,材料重量等于其斷裂強(qiáng)力時(shí)所具有的長度,單位是km。(3)斷裂伸長率為材料拉伸到斷裂時(shí)的伸長率(應(yīng)變率)。(4)拉伸變形曲線和有關(guān)指標(biāo)。拉伸變形曲線,為材料在拉伸變形過程中應(yīng)力和變形同時(shí)發(fā)展過程的曲線,可得到指標(biāo)初始模量、屈服應(yīng)力和應(yīng)變,斷裂功和斷裂比功等。3拉伸試驗(yàn)步驟(1)低碳鋼拉伸試驗(yàn) 1).準(zhǔn)備試件。用刻線機(jī)在原始標(biāo)距 范圍內(nèi)刻劃圓周線(或用小鋼沖打小沖點(diǎn)),將標(biāo)距內(nèi)分為等長的10格。用游標(biāo)卡尺在試件原始標(biāo)距內(nèi)的兩端及中間處兩個(gè)相互垂直的方向上各測一次直徑,取其算術(shù)平均值作為該處截面的直徑,然后選用三處截面直徑的最小值來計(jì)算試件的原始截面面積A。(取三位有效數(shù)字)。 2).調(diào)整試驗(yàn)機(jī)。根據(jù)低碳鋼的抗拉強(qiáng)度σb和原始橫截面面積估算試件的最大載荷,配置相應(yīng)的擺錘,選擇合適的測力度盤。開動試驗(yàn)機(jī),使工作臺上升10mm左右,以消除工作臺系統(tǒng)自重的影響。調(diào)整主動指針對準(zhǔn)零點(diǎn),從動指針與主動指針靠攏,調(diào)整好自動繪圖裝置。 3).裝夾試件。先將試件裝夾在上夾頭內(nèi),再將下夾頭移動到合適的夾持位置,最后夾緊試件下端。 4).檢查與試車。請實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查以上步驟完成情況。開動試驗(yàn)機(jī),預(yù)加少量載荷(載荷對應(yīng)的應(yīng)力不能超過材料的比例極限),然后卸載到零,以檢查試驗(yàn)機(jī)工作是否正常。 5).進(jìn)行試驗(yàn)。開動試驗(yàn)機(jī),緩慢而均勻地加載,仔細(xì)觀察測力指針轉(zhuǎn)動和繪圖裝置繪出 圖的情況。注意捕捉屈服荷載值,將其記錄下來用以計(jì)算屈服點(diǎn)應(yīng)力值σS,屈服階段注意觀察滑移現(xiàn)象。過了屈服階段,加載速度可以快些。將要達(dá)到最大值時(shí),注意觀察“縮頸"現(xiàn)象。試件斷后立即停車,記錄最大荷載值。6).取下試件和記錄紙。 7).用游標(biāo)卡尺測量斷后標(biāo)距。 8).用游標(biāo)卡尺測量縮頸處最小直徑d1(2)鑄鐵拉伸試驗(yàn)1).準(zhǔn)備試件。除不必刻線或打小沖點(diǎn)外,其余都同低碳鋼。2).調(diào)整試驗(yàn)機(jī)和自動繪圖裝置,裝好試件,對以上工作進(jìn)行檢查(與低碳鋼拉伸試驗(yàn)時(shí)的步驟相同)。3).進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。開動試驗(yàn)機(jī),緩慢均勻地加載,直至試件被拉斷。關(guān)閉試驗(yàn)機(jī),記錄拉斷時(shí)的最大荷載值,取下試件和記錄紙。4拉伸試驗(yàn)參數(shù) 各向異性材料的單軸拉伸試驗(yàn)1、最大試驗(yàn)力:50N、100N到20KN2、準(zhǔn)確度等級:0.5級/1級3、試驗(yàn)力測量范圍:0.2%到100%F.S/0.4到100%F.S4、試驗(yàn)力示值準(zhǔn)確度:±0.5%/±1%5、試驗(yàn)力分辨率:±250000碼6、變形測量范圍:1%—100%F.S7、變形示值準(zhǔn)確度:±0.5%8、變形分辨率:±250000碼9、大變形測量范圍:0到800mm10、大變形示值準(zhǔn)確度:±0.5%11、大變形分辨率:0.003mm12、位移示值準(zhǔn)確度:±0.3%13、位移分辨率:0.00004mm14、力速率控制調(diào)節(jié)范圍:0.005-10%F.S/S15、力速率控制精度:力控制速率小于0.05%,F.S/S時(shí)在±1%;力控制速率大于0.05%,F.S/S時(shí)在±0.3%;16、伸長速率控制調(diào)節(jié)范圍:0.005-10%F.S/S17、伸長速率控制精度:變形控制速率小于0.05%,F.S/S時(shí)在±0.5%;變形控制速率大于0.05%,F.S/S時(shí)在±0.2%;18、位移速率控制調(diào)節(jié)范圍:0.001-1000mm/min19、位移速率控制精度:±0.2%/±0.5%20、恒力、恒變形、恒位移控制范圍:0.3%—100%F.S21、恒力、恒變形、恒位移控制精度:設(shè)定值小于10%,F.S時(shí)在±0.5%;設(shè)定大于10%,F.S時(shí)在±0.1.%;22、有效拉伸空間:900mm23、電子拉力試驗(yàn)機(jī)有效試驗(yàn)寬度:400mm。5拉伸曲線圖 電子拉伸試驗(yàn)機(jī) 由試驗(yàn)機(jī)繪出的拉伸曲線,實(shí)際上是載荷-伸長曲線,如將載荷坐標(biāo)值和伸長坐標(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)變曲線圖。圖4中op部分呈直線,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)的最大載荷,p點(diǎn)應(yīng)力為比例極限σp。繼續(xù)加載時(shí),曲線偏離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。工程上由于很難測得真正的σe,常取試樣殘余伸長達(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或殘余伸長為 0.2%的條件屈服強(qiáng)度σ0.2。過s點(diǎn)繼續(xù)增加載荷到拉斷前的最大載荷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,而橫截面積減小,承載能力開始下降,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斷裂強(qiáng)度。6拉伸試驗(yàn)檢測標(biāo)準(zhǔn) GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)方法》
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