拉伸试验培训

拉伸试验培训一、力学性能的定义力学性能是指材料在外加载荷与环境因素联合作用下表现的行为，也就是材料抵抗外加载荷引起变形和断裂的能力。拉伸实验是应用最广泛的力学性能实验方法。拉伸实验测定的力学性能指标称为拉伸性能，是材料的基本力学性能，是结构静强度设计的主要依据，是评定、选定材料的主要依据。对于某些脆性材料，一般采用弯曲或压缩实验测定材料力学性能。-中心实验室上海 XX实业有限公司二、拉伸试验中的基本概念应力：应力是在它所作用面积上的力，用 kgf/mm2表示。在米制单位中，用千帕（ kPa）或兆帕（ MPa）表示。 拉应力是能够使材料伸长的应力。 压应力是能使材料缩短的应力。 剪切应力是能使材料沿应力平行方向产生位移的应力。 扭转应力是能使材料的两个底面沿相反方向产生扭动的应力。四种形式的应力所有的应力，不论有多复杂，都可以描述成两个或多个基本应力的组合。应力的计算应变： 应变是被测试材料尺寸的变化率，它是加载后应力引起的尺寸变化。 由于应变是一个变化率，所以它没有单位。应变的计算有关拉伸试样的基本术语原始标距 (Lo)：施力前的试样标距。断后标距 (Lu)：试样断裂后的标距。平行长度 (Lc)：试样两头部或两夹持部分 (不带头试样 )之间平行部分的长度。断后伸长率 (A)： 是 断后标距的残余伸长 (Lu-Lo)与原始标距 (Lo)之比的百分率。断面收缩率 (Z)： 断裂后试样横截面积的最大缩减量 (So-Su)与原始横截面积 (So)之比的百分率。拉伸试样的形状和尺寸1)圆形 截面试样即 L0=5d或者 L0=10d2)矩形 截面试样比例试样 L0= 或者 L0=1. 试样的形状与尺寸取决于要被试验的金属产品的形状与尺寸。通常从产品、压制坯或铸锭切取样坯经机加工制成试样。但具有恒定横截面的产品 (型材、棒材、线材等 )和铸造试样 (铸铁和铸造非铁合金 )可以不经机加工而进行试验。2. 试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。3. 试样原始标距与原始横截面积有 Lo =k 关系者称为比例试样。国际上使用的比例系数 k的值为 5.65。原始标距应不小于 15 mm。当试样横截面积太小，以致采用比例系数 k为 5.65 的值不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的值 (优先采用 11.3的值 )或采用非比例试样。非比例试样其原始标距 (Lo)与其原始横截面积 (S0)无关。注：试样的具体要求详见国家标准 GB/T 228-2002 金属材料 室温拉伸试验方法电子万能试验机的构造基本型电子万能试验机简图8O应力应变弹性极限比例极限下屈服强度 ReL抗拉强度 Rm弹性 阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段三、低碳钢的拉伸应力 -应变曲线抗拉强度 (Rm)： tensile strength在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。S0：试样原始横截面积根据低碳钢应力 -应变曲线不同阶段的变形特征，整个拉伸过程依次分为：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 。屈服强度 ： yield strength当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点，应区分上屈服强度和下屈服强度。上屈服强度 (ReH)： upper yield strength试样发生屈服而力首次下降前的最高应力。下屈服强度 (ReL)： lower yield strength相应最大力 (Fm)的应力。 使用电子万能试验机对材料进行拉伸，由电脑记录下实验过程中的应力与应变，并绘制成曲线。对于不同的材料，有不同的拉伸曲线。下面以低碳钢为例：断裂名词解释金属材料在所有的载荷从试样上撤除后，在不出现永久拉伸量时所能承受的最大应力。在弹性极限范围内，任何应变都很小并且都可以恢复。在应力 -应变曲线中直线部分（即应力 -应变成比例情况下），材料所能承受的最大应力。在实际应用中，弹性极限和比例极限由同一个应力产生。比例极限 弹性极限在应力 -应变曲线上，屈服点下面的直线部分的倾斜度表示材料的拉伸弹性模量。弹性模量比例极限和弹性极限的概念不同，但两者数值非常接近，工程中不作严格区分。弹性阶段 ： 当外力解除后变形能够全部消除、恢复原状，为 弹性变形 。屈服阶段 ： 开始产生 塑性变形 ，即 当外力解除后 ，变形不能完全恢复，而残留下一部分变形。强化阶段 ： 经过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形必须增加拉力。颈缩阶段 ： 在试件某一薄弱的横截面处发生急剧的局部收缩，横截面面积迅速减小，塑性变形迅速增加。颈缩a)试样 b)拉伸 c)颈缩 d)断裂不同类型曲线的上屈服强度和下屈服强度 (ReH和 ReL)上屈服点的数值与试样形状、加载速度等因素有关，一般是不稳定的；下屈服点则有比较稳定的数值，能够反映材料的性能。通常就把下屈服点称为屈服点，而下屈服点对应的应力值称为屈服强度。其他金属材料的拉伸实验和低碳钢拉伸实验方法相同，但材料所显示出来的力学性能有很大差异。下图给出了锰钢、硬铝、退火球墨铸铁和 45 钢的应力 -应变图。这些材料都是塑性材料，但前三种材料没有明显的屈服阶段。对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常规定以产生 0.2%塑性应变时所对应的应力值作为材料的名义屈服极限，以 RP0.2表示。规定非比例延伸强度 (Rp)非比例延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。使用的符号应附以下脚注说明所规定的百分率，例如 RP0.2， 表示规定非比例延伸率为 0.2%时的应力。四、长春机械科学院研究所 DNS200型电子万能测试机五、操作规程1.根据试样，装载合适的夹具及引伸计。2.打开电源箱背后的开关，打开电脑和打印机。3.双击电脑桌面上的 “ TestExpert” 程序，选择程序员模式进入程序。4. 点击 “ 试验操作 ” 页面中的左方 “ 联机 ” 按钮，再点击 “ 启动 ” 按钮。5. 点击界面上方的 “ 方法 ” 菜单，选择合适的方法。6. “ 方法定义 ” 页面中，在 “ 基本设置项 ” 里填入试样的基本信息，右边的 “编辑打印文档 ” 中填入相关信息，可以在 “ 编辑试验描述 ” 中添加试验描述。7. 将鼠标置于下方力值显示框内，单击右键，选择 “ 清零 ” ，使得力值显示为 0。8. 用记号笔给试样画上原始标距，采用 30mm或 50mm标距，并为试样做上序号。9. 用游标卡尺测出原始标距上试样的最细处直径 (对于薄板则分别测出宽度和厚度 )，将数据填入软件中。10.安装试样及引伸计 (压扁及扩口试验不需安装引伸计 )，点击 “ 试验操作 ” 页面中的运行按钮，拉伸速度选择为 6mm/min，确定。11.当曲线已过屈服之后，在适当时机点击屏幕左下方 “ 取下引伸计 ” 按钮，并手动取下引伸计 (注意 :切不可使引伸计张角过大，否则造成停机 )。12.试样拉断后，弹出一询问对话框，选择 “ 是 ” ，并命名本次试验的名称，确定。取下试样，测量各项数据并一一填入弹出的对话框中。13.做完一批试样后，点击 “ 数据处理 ” 页面，点击上方的 “ 保存数据 ” 图标，再点 “ 打印报告 ” 图标，出现一新页面。点击右方打印预览按钮，确认无误后点击打印按钮，打印完毕后退出。14.在做新的一批试样时，如果只是批号不同，其他条件均与上一批相同时，只需点击上方 “ 文件 ” 菜单中的 “ 新实验 ” 即可，不必重新读取方法。注意事项 要在关闭电脑和电源的情况下插拔力传感器插头，防止烧坏机器。