
1拉伸性能及拉伸試驗的定義 材料的彈性、強度、塑性、應變硬化等許多重要的力學性能指標統稱為拉伸性,它是材料的基本力學性能。根據拉伸性能可預測材料的其他力學性能,如疲勞、斷裂等。在工程應用中,拉伸性能是結構靜強度設計的主要依據。 拉伸試驗是標準拉伸試樣在靜態軸向拉伸力不斷作用下以規定的拉伸速度拉至斷裂,并在拉伸過程中連續記錄力與伸長量,從而求出其強度判據和塑性判據的力學性能試驗。
2拉伸性能指標分類 (1)斷裂強力材料拉伸到斷裂時所能承受的外力,單位為N或cN。(2)相對強度,將強力折合成規定紗線粗細時的力。如斷裂強度,材料拉伸斷裂時,單位截面積上所能承受的最大外力,單位為兆帕MPa(N/m2);斷裂比強度,材料拉伸到斷裂時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力時所具有的長度,單位是km。(3)斷裂伸長率為材料拉伸到斷裂時的伸長率(應變率)。(4)拉伸變形曲線和有關指標。拉伸變形曲線,為材料在拉伸變形過程中應力和變形同時發展過程的曲線,可得到指標初始模量、屈服應力和應變,斷裂功和斷裂比功等。3拉伸試驗步驟(1)低碳鋼拉伸試驗 1).準備試件。用刻線機在原始標距 范圍內刻劃圓周線(或用小鋼沖打小沖點),將標距內分為等長的10格。用游標卡尺在試件原始標距內的兩端及中間處兩個相互垂直的方向上各測一次直徑,取其算術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算試件的原始截面面積A。(取三位有效數字)。 2).調整試驗機。根據低碳鋼的抗拉強度σb和原始橫截面面積估算試件的最大載荷,配置相應的擺錘,選擇合適的測力度盤。開動試驗機,使工作臺上升10mm左右,以消除工作臺系統自重的影響。調整主動指針對準零點,從動指針與主動指針靠攏,調整好自動繪圖裝置。 3).裝夾試件。先將試件裝夾在上夾頭內,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。請實驗指導教師檢查以上步驟完成情況。開動試驗機,預加少量載荷(載荷對應的應力不能超過材料的比例極限),然后卸載到零,以檢查試驗機工作是否正常。 5).進行試驗。開動試驗機,緩慢而均勻地加載,仔細觀察測力指針轉動和繪圖裝置繪出 圖的情況。注意捕捉屈服荷載值,將其記錄下來用以計算屈服點應力值σS,屈服階段注意觀察滑移現象。過了屈服階段,加載速度可以快些。將要達到最大值時,注意觀察“縮頸"現象。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).用游標卡尺測量斷后標距。 8).用游標卡尺測量縮頸處最小直徑d1(2)鑄鐵拉伸試驗1).準備試件。除不必刻線或打小沖點外,其余都同低碳鋼。2).調整試驗機和自動繪圖裝置,裝好試件,對以上工作進行檢查(與低碳鋼拉伸試驗時的步驟相同)。3).進行實驗。開動試驗機,緩慢均勻地加載,直至試件被拉斷。關閉試驗機,記錄拉斷時的最大荷載值,取下試件和記錄紙。4拉伸試驗參數 各向異性材料的單軸拉伸試驗1、最大試驗力:50N、100N到20KN2、準確度等級:0.5級/1級3、試驗力測量范圍:0.2%到100%F.S/0.4到100%F.S4、試驗力示值準確度:±0.5%/±1%5、試驗力分辨率:±250000碼6、變形測量范圍:1%—100%F.S7、變形示值準確度:±0.5%8、變形分辨率:±250000碼9、大變形測量范圍:0到800mm10、大變形示值準確度:±0.5%11、大變形分辨率:0.003mm12、位移示值準確度:±0.3%13、位移分辨率:0.00004mm14、力速率控制調節范圍: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時在±1%;力控制速率大于0.05%,F.S/S時在±0.3%;16、伸長速率控制調節范圍: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時在±0.5%;變形控制速率大于0.05%,F.S/S時在±0.2%;18、位移速率控制調節范圍: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:設定值小于10%,F.S時在±0.5%;設定大于10%,F.S時在±0.1.%;22、有效拉伸空間:900mm23、電子拉力試驗機有效試驗寬度:400mm。5拉伸曲線圖 電子拉伸試驗機 由試驗機繪出的拉伸曲線,實際上是載荷-伸長曲線,如將載荷坐標值和伸長坐標值分別除以試樣原截面積和試樣標距,就可得到應力-應變曲線圖。圖4中op部分呈直線,此時應力與應變成正比,其比值為彈性模量,Pp是呈正比時的最大載荷,p點應力為比例極限σp。繼續加載時,曲線偏離op,直到 e點,這時如卸去載荷,試樣仍可恢復到原始狀態,若過e點試樣便不能恢復原始狀態。e點應力為彈性極限σe。工程上由于很難測得真正的σe,常取試樣殘余伸長達到原始標距的0.01%時的應力為彈性極限,以σ0.01 表示。繼續加載荷,試樣沿es曲線變形達到s點,此點應力為屈服點σS或殘余伸長為 0.2%的條件屈服強度σ0.2。過s點繼續增加載荷到拉斷前的最大載荷b點,這時的載荷除以原始截面積即為強度極限σb。在 b點以后,試樣繼續伸長,而橫截面積減小,承載能力開始下降,直到 k點斷裂。斷裂瞬間的載荷與斷裂處的截面的比值稱斷裂強度。6拉伸試驗檢測標準 GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗方法》