金屬螺母螺栓螺柱拉伸測試

電子拉伸試驗機

樣原截面積和試樣標距，就可得到應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖。圖中op部分呈直線，此時應(yīng)力與應(yīng)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(yīng)力為比例極限σp。繼續(xù)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(fù)到原始狀態(tài)，若過e點試樣便不能恢復(fù)原始狀態(tài)。e點應(yīng)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(yīng)力為彈性極限,以σ0.01 表示。繼續(xù)加載荷，試樣沿es曲線變形達到s點，此點應(yīng)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(xù)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(xù)伸長，而橫截面積減小,承載能力開始下降,直到k點斷裂。

圖l為拉伸標準試樣及拉斷后試樣，試樣上予先標出標距長度?！D2為一般結(jié)構(gòu)鋼的拉伸(載荷一伸長)關(guān)系圖　[注]：圖中L0=原始標距長度　F0=原始試樣截面積Ll=斷后標距長度　Fl=斷后截面積 2100433B

金屬螺母螺栓螺柱拉伸測試　拉伸試驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。利用拉伸試驗得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。從高溫下進行的拉伸試驗可以得到蠕變數(shù)據(jù)。金屬拉伸試驗的步驟可參見ASTM E-8標準。塑料拉伸試驗的方法參見ASTM D-638標準、D-2289標準（高應(yīng)變率）和D-882標準（薄片材）。ASTM D-2343標準規(guī)定了適用于玻璃纖維的拉伸試驗方法；ASTM D-897標準中規(guī)定了適用于粘結(jié)劑的拉伸試驗方法；ASTM D-412標準中規(guī)定了硬橡膠的拉伸試驗方法。 　測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗，又稱抗拉試驗。它是材料機械性能的基本方法之一，主要用于檢驗材料是否符合規(guī)定的標準和研究材料的性能。 　由試驗機繪出的拉伸曲線，實際上是載荷－伸長曲線（見圖1），如將載荷坐標值和伸長坐標值分別除以試

試驗中所采用的試樣要么具有圓形橫截面，要么具有矩形橫截面，試樣兩端尺寸通常要加大，以保證夾持部位具有更大的面積，從而避免試樣在夾持部位發(fā)生斷裂。圖1和圖2所示為幾種金屬材料和高分子材料試驗前和試驗后的試樣照片。

試樣兩端的夾持方法隨著試樣的幾何形狀而變化。圖3所示為帶有螺紋試樣的典型布置圖?？梢宰⒁獾?，每端都使用球形軸承來提供一個純粹的拉伸載荷，沒有不合需要的彎曲。進行試驗的一般方式就是以一個恒定速度使試樣發(fā)生變形。例如，在圖4所示的萬能試驗機上，固定十字頭和驅(qū)動十字頭之間的運動可以控制成一種恒定速度。因此，圖4中的距離h是變化的，因而dh/dt=h為常數(shù)。

在進行試驗的過程中，為獲得這一位移速率而必須施加的軸向載荷是變化的。載荷P除以橫截面面積A_i就可以獲得試樣在試驗過程中任意時刻的應(yīng)力，則有：

σ=P/A_{i （1）}

試樣的位移是在標距長度L_i上具有恒定橫截面面積的中間直線部分測得的，如圖3所示。應(yīng)變ε可以由這個標距長度變化△L計算出來，則有：

ε=△L/L_{i （2）}

就像前面所描述的一樣，以原始尺寸(未變形時的尺寸)A_i和L_i為基礎(chǔ)計算的應(yīng)力和應(yīng)變稱為工程應(yīng)力和工程應(yīng)變。

有時假設(shè)所有夾持部分和試樣末端幾乎都是剛性的，這是合理的。在該種情況下，十字頭運動中發(fā)生的大部分變化是由于試樣直線部分的變形而引起的，因而△L與h的變化△h幾乎相同，因而可以將應(yīng)變估算為ε=△h/L_i。然而，實際測量的△L值是優(yōu)先選用的，因為使用△h可能會導(dǎo)致所測應(yīng)變值產(chǎn)生很大的誤差。

從式(2)中所計算的應(yīng)變ε是無量綱的。為了方便起見，應(yīng)變有時會以百分數(shù)的形式給出，此時ε_%=100_ε。應(yīng)變也可以用百萬分之一表示，稱為微應(yīng)變，此時ε_μ=10⁶ε。如果應(yīng)變是以百分數(shù)或者微應(yīng)變的形式給出的，則對于大多數(shù)計算來說，在使用該值之前，有必要將其轉(zhuǎn)換成無量綱的ε形式。

由拉伸試驗所獲得的主要結(jié)果就是整個試驗的工程應(yīng)力，工程應(yīng)變曲線圖，稱為應(yīng)力一應(yīng)變曲線。由于在實驗室中使用數(shù)字計算機，數(shù)據(jù)的形式就是一個應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)值列表，是在試驗期間以很短的時間間隔取樣而獲得的。應(yīng)力一應(yīng)變曲線因材料不同而變化很大。在拉伸試驗中的脆性行為就是材料沒有發(fā)生大的變形就失效了?；诣T鐵、玻璃和一些高分子材料(如PMMA)就是脆性材料的例子。圖5所示為灰鑄鐵的應(yīng)力一應(yīng)變曲線。其他的材料則表現(xiàn)出了塑性行為，在拉伸加載中只有在發(fā)生很大的變形之后才失效。工程金屬材料和一些高分子材料的塑性行為的應(yīng)力一應(yīng)變曲線如圖6和圖7所示 。