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什么是拉伸试验?如何进行拉伸测试?

来源:拉伸试验 浏览:272次 时间:2023-03-09

什么是拉伸试验

拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。从高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。金属拉伸试验的步骤可参见ASTM E-8标准。塑料拉伸试验的方法参见ASTM D-638标准、D-2289标准(高应变率)和D-882标准(薄片材)。ASTM D-2343标准规定了适用于玻璃纤维的拉伸试验方法;ASTM D-897标准中规定了适用于粘结剂的拉伸试验方法;ASTM D-412标准中规定了硬橡胶的拉伸试验方法。

 拉伸试验是一种破坏性试验过程,可提供有关金属材料的拉伸强度、屈服强度和延展性的信息。它测量破坏复合材料或塑料试样所需的力以及试样拉伸或伸长到该断裂点的程度。复合材料的拉伸试验一般采用基本拉伸或平夹层拉伸试验的形式,符合ISO 527-4、ISO 527-5、ASTM D 638、ASTM D 3039 和 ASTM C 297 等标准。

拉伸试验方法

常见的测试方法之一:拉伸测试,用于确定样品在施加轴向拉伸载荷时的行为。这些类型的测试可以在环境或受控(加热或冷却)条件下进行,以确定材料的拉伸性能。对各种材料进行拉伸试验,包括金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、织物、粘合剂、薄膜等。
拉伸试验通常用于确定材料或产品的最大载荷(拉伸强度)可以承受。拉伸测试可以基于负载值或伸长率值。

拉伸实验原理

随着汽车、轨道交通、航空航天和电子电器等领域的技术创新和应用创新,各种工程塑料,尤其是特种工程塑料的应用越来越广泛,同时对材料的稳定性也提出了更高的要求。

拉伸试验是电子万能拉力机用来测试材料在静止状态承受荷重或受到缓慢增加负荷时的抵抗能力。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。

材料试验机在做拉伸试验时的注意事项

首先是拉伸速度的问题。在弹性变形阶段,金属的变形量很小而拉伸载荷迅速增大。这时候如果以横梁位移控制来做拉伸试验,那么速度太快会导致整个弹性段很快就被冲过去。以弹性模量为200Gpa的普通钢材为例,如果标距为50mm的材料,在弹性段内如以10mm/min的速度进行拉伸试验,那么实际的应力速率为 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的钢材屈服强度就小于600Mpa,所以只需要1秒钟就把试样拉到了屈服,这个速度显然太快。所以在弹性段,一般都选择采用应力速率控制或者负荷控制。塑性较好的材料试样过了弹性段以后,载荷增加不大,而变形增加很快,所以为了防止拉伸速度过快,一般采用应变控制或者横梁位移控制。所以在GB228-2002里面建议了,“在弹性范围和直至上屈服强度,试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并在规定的应力速率的范围内(材料弹性模量E/(N/mm2)<150000,应力速率控制范围为2—20(N/mm2)?s-1、材料弹性模量E/(N/mm2)≥150000,应力速率控制范围为6—60(N/mm2)?s-1=。若仅测定下屈服强度,在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s~0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。

在塑性范围和直至规定强度(规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度)应变速率不应超过0.0025/s。”。这里面有一个很关键的问题,就是应力速度与应变速度的切换点的问题。是在弹性段结束的点进行应力速度到应变速度的切换。在切换的过程中要保证没有冲击、没有掉力。这是拉力试验机的一个非常关键的技术。

其次是引伸计的装夹、跟踪与取下来的时机。对于钢材的拉伸的试验,如果要求取zui大力下的总伸长(Agt),那么引伸计就必须跟踪到zui大力以后再取下。对于薄板等拉断后冲击不大的试样,引伸计可以直接跟踪到试样断裂;但是对于拉力较大的试样,的办法是试验机拉伸到zui大力以后开始保持横梁位置不动,等取下引伸计以后在把试样拉断。有的夹具在夹紧试样的时候会产生一个初始力,一定要把初始力消除以后再夹持引伸计,这样引伸计夹持的标距才是试样在自由状态下的原始标距。

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