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什么是拉力机的拉伸试验?

作者:拉力机    来源:www.llsyj1688.com   发布时间:
什么是拉力机的拉伸试验?材料公认和广泛使用的特性就是这种材料的强度。但是“强度”一词是什么意思呢?“强度”可以有多种含义,因此让我们仔细研究一下材料强度的含义。下面我们为大家列举一个非常简单的实验,该实验提供了有关材料的强度或机械性能的大量信息,称为拉伸试验。

拉伸测试的基本思想是将材料样品放置在两个称为“夹具”的夹具之间,夹具将材料夹紧。该材料具有已知的尺寸,例如长度和横截面积。然后,我们开始对一端固定的材料施加重量,而另一端则是固定住的。我们不断增加重量(通常称为负载或力),同时测量样品长度的变化。 <

拉伸试验
我们可以做一个非常简化的测试。
1、首先我们将某个物料的一端悬挂在一个不会移动的实心点上,将重物悬挂在另一端上。
2、在增加重量的过程中,测量长度的变化。直到零件开始拉伸并最终断裂。该测试的结果是载荷(重量)与位移(拉伸量)的关系图。
3、由于拉伸材料所需的“力”取决于材料的尺寸(当然还有材料的特性),因此材料之间的比较是比较困难的。
4、对不同的材料进行适当的比较,测到每个材料的力的不同,分别能够承受多大的力。对于设计材料结构应用的工作人员来说

横切面




我们需要一种能够直接比较不同材料的方法,不考虑材料的大小,直接显示材料的力值。我们可以通过简单地将施加在材料上的负载(重量或力)除以初始横截面积来实现。我们还将其移动(位移)的力除以材料的初始长度。这就是,材料科学家称之为工程应力(载荷除以初始横截面积)和工程应变(位移除以初始长度)的材料。通过查看材料的工程应力-应变响应,我们可以比较不同材料的强度,要在设计结构中使用应力应变响应,我们可以将所需的载荷除以工程应力,以确定能够保持该载荷所需的横截面积。例如,直径为1/8英寸的4340钢丝可以容纳一辆小型汽车。同样,它并不总是那么简单。我们需要了解“强度”或工程压力的不同含义。
现在变得更加复杂。让我们看一下不同强度值的含义,并看一下通过此简单测试可以得到的其他重要属性。最简单的方法是检查工程应力与工程应变的关系图。下面显示的是普通钢制
螺杆的拉伸试验图,为一般金属拉伸试验提供了一个很好的例子。工程应力的单位为ksi,代表每平方英寸一千磅。注意单位中对区域的引用。应变单位当然是无单位的,因为我们将距离除以距离。

1、图表位置1:弹性区域:
让我们讨论图中的一些重要区域。首先,图上标有数字1的点表示曲线的弹性区域的末端。到目前为止,材料以弹性或可逆的方式拉伸。所有材料都是由原子的集合组成的。通过对通过弹簧连接的原子进行成像,可以最好地理解弹性。当我们拉动材料时,原子之间的弹簧变长,材料变长。曲线的弹性部分是一条直线。一条直线表示去除负载后材料将恢复其原始形状。

2、图表位置2:0.2%的偏移屈服强度:
 感兴趣的曲线的下一部分是点2。在这一点上,曲线已开始弯曲或不再是线性的。此点称为0.2%偏移屈服强度。它表明材料的强度,就像它开始永久改变形状一样。确定为应力值,在该应力值处,与曲线的初始部分(弹性区域)相同的斜率的线偏移了0.2%的应变或0.002的应变值。
在我们的示例中,0.2%的偏移屈服强度为88 ksi。
这是力量的一个非常重要的方面。它基本上告诉我们在材料开始永久改变形状之前可以施加的应力量,从而使其最终走向破坏。设计在应力下使用的零件的人员必须注意,零件上的应力或作用力决不能超过该值。

3、图表位置3:最大可承受应力

当我们从点2向上移动时,材料上的载荷或“应力”会增加,直到达到最大施加应力为止,而材料在整个标距长度上均匀地变形或改变形状。当我们到达点3时,我们可以确定材料可以承受的拉伸强度或最大应力(或载荷)。这不是非常有用的属性,因为此时材料已永久变形。到达这一点后,应力开始急剧下降。
这对应于局部变形,通过在很小的区域内样品的直径和相应横截面出现明显的“颈缩”或减小即可观察到这一点。如果我们释放该区域的负载,材料将弹回一点,但仍会遭受永久性的形状变化。

4、图表位置4:失效或断裂
最后,随着曲线的变化,我们最终到达材料破裂或破坏的位置。这里有趣的是材料改变形状的最终程度。这是材料的“延展性”。它由4号线与应变轴的交点确定,该4号线的斜率与曲线的线性部分相同。我们的示例显示了0.15的应变。长度的15%变化是“延展性”。当样品破裂或破裂时,负载被释放。因此,弹性拉伸的原子将返回其非加载位置。有关材料机械响应的其他信息也可以从断裂测试中收集。



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