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拉伸強度試驗機做拉伸試驗的目的和原理
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拉伸試驗是材料力學性能試驗中zui常見、zui重要的試驗方法之一。
拉伸試驗是在三個外界條件:溫度、加載速度、應力狀態都恒定的條件下進行的。溫度條件指常溫、低溫、和高溫。加載速度是在靜載荷下進行的, 應變速率一般為0.0001——0.01/s。應力狀態為單向沿軸拉伸,即簡單應力狀態。它具有簡單易行、試樣便于制備等特點。通過拉伸試驗可以得到材料的基本力學性能指標,如彈性模量、屈服強度、規定非比例延伸強度、抗拉強度、斷后伸長率、斷面收縮率、應變硬化指數和塑性應變比等。缺口拉伸試驗可以衡量材料的脆性破壞傾向。高溫拉伸試驗可以了解材料在高溫下的失效情況;而低溫拉伸試驗則不但可以測定材料在低溫下的強度和塑性指標,而且還可以用于評定材料在低溫下的脆性。
拉伸試驗所得到的材料強度和塑性性能數據,對于設計和選材、新材料的研制、材料的采購和驗收、產品的質量控制、設備的安全和評估,都有很重要的應用價值和參考價值,有些則直接以拉伸試驗的結果為依據。例如:進行強度計算時,材料所受的應力應小于屈服強度,否則會因塑性變形而導致破壞。材料的強度越高,能承受的外力就越大,所用的材料也越少。又如:斷后伸長率和斷面收縮率大的材料,軋制和鍛造的可塑性也越大,反之,可塑必就越小。此外,拉伸試驗指標還和其他的力學性能指標建立了經驗關系。如:熱軋軟鋼的抗拉強度與布氏硬度之間有Rm =1/3HB等。
拉伸強度試驗機拉伸試驗原理:
物體因外力作用產生變形, 其內部各部分之間因相對位置的變化而引起的相互作用稱為內力。眾所周知, 即使不受外力,物體各質點間也存在相互作用力,我們所稱的內力,是在外力作用,上述各作用力的變化量,隨著該變化量的逐漸加大, 物體內部發生一系列的物理變化,當到達某一極限時, 物體就會被破壞,該極限與物體的強度有直接關系。
但從外表看來,一般分為以下幾個基本過程。以金屬試樣為例,將試樣裝夾在拉伸強度試驗機上,按照有關標準規定選擇合適的速率,均勻地對試樣施加作用力F ,可以觀察試樣由開始到破壞(一般是斷裂)的幾個階段。
試樣初始受力,宏觀上逐漸被均勻拉長,然后在某一點橫截面漸漸變細(縮頸),直至在該處斷裂。塑性較好的材料一般有明顯的縮頸現象。但也有例外,如奧氏體鋼、鋁青銅等塑性金屬材料不發生縮頸,這類材料通常有圈套的加工硬化能力。而對于較脆弱的材料,一般由伸長到zui終斷裂前,通常無明顯縮頸現象發生。
拉伸過程中,拉伸強度試驗機上的自動記錄裝置也可自動繪出拉伸曲線圖,該圖以力F/N作為縱坐標,試樣的伸長量l ?/mm為橫坐標,即F-l ?曲線,習慣上稱為拉伸圖。現在以20低碳鋼為例,具體說明拉伸過程中的幾個階段。
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