在所有直接測(cè)量用于許多應(yīng)用的材料強(qiáng)度的已知方法中，拉伸測(cè)試可能是最直接和最容易應(yīng)用的。

萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)是專(zhuān)門(mén)為此目的而設(shè)計(jì)的機(jī)器。然而，拉伸測(cè)試不僅僅是將物體拉開(kāi)到斷裂點(diǎn)。通過(guò)使用測(cè)試方法的其他變體，可以正確確定材料的拉伸強(qiáng)度，而不管其尺寸，形狀和其他不同的尺寸如何。

什么是拉伸強(qiáng)度測(cè)試？

拉伸強(qiáng)度的概念其實(shí)很簡(jiǎn)單。為了確定材料的實(shí)際拉伸強(qiáng)度水平，必須在各個(gè)點(diǎn)上施加一定的張力。最基本的方法是簡(jiǎn)單地在兩個(gè)相反的點(diǎn)上拉動(dòng)材料。通過(guò)校準(zhǔn)將材料伸長(zhǎng)到斷裂點(diǎn)所需的拉伸力，制造商和工程師可以預(yù)測(cè)，如果以設(shè)計(jì)的任何目的施加類(lèi)似的力，材料的行為。拉伸強(qiáng)度測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是使材料與程序兼容所需的準(zhǔn)備工作最少。所需要的只是切割拉伸試驗(yàn)樣品以適合機(jī)器。無(wú)需進(jìn)行大量的測(cè)試材料準(zhǔn)備，例如去除瑕疵或檢查樣品表面的磨蝕性。測(cè)試本身旨在使材料承受強(qiáng)烈的壓力和張力。反過(guò)來(lái)，這將決定材料是否適合制造商的任何目的。

如何進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測(cè)試？

如前所述，有幾種方法可以確定材料的拉伸強(qiáng)度。然而，它們都遵循相同的目的：將材料帶到其斷裂點(diǎn)并確定其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

1. 拉力測(cè)試

這是上面提到的標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)。為了執(zhí)行此測(cè)試，操作員將在兩個(gè)夾具之間放置一種材料。一旦在機(jī)器的控制面板中設(shè)置了特定的力，夾具就會(huì)彼此遠(yuǎn)離。

這將導(dǎo)致材料翹曲和伸長(zhǎng)，這允許操作員確定3個(gè)方面：

A. 拉伸強(qiáng)度– 即使在拉長(zhǎng)后，材料的結(jié)構(gòu)完整性。

B. 伸長(zhǎng)率– 材料被拉開(kāi)后的長(zhǎng)度。為了使伸長(zhǎng)率有效，材料在拉伸過(guò)程中不得分成兩部分。

C. 拉伸模量– 材料在拉伸時(shí)的剛度。一些材料在拉伸時(shí)往往會(huì)變得更柔軟和脆弱，而其他材料則保持某種形式的耐用性。

2. 壓縮試驗(yàn)

這與標(biāo)準(zhǔn)拉伸強(qiáng)度測(cè)試*相反。拉伸強(qiáng)度測(cè)試儀不是在兩個(gè)點(diǎn)上拉動(dòng)材料，而是"按壓"它。

使用兩個(gè)水平板，操作員將通過(guò)使板彼此靠近來(lái)向物體施加力。此測(cè)試通常確定三個(gè)元素，如下所示：

A. 壓縮力– 材料在斷裂前承受的力。

B. 位移載荷– 測(cè)試期間兩個(gè)板覆蓋的距離，以及施加的壓力量。

C. 負(fù)載時(shí)的位移– 在材料開(kāi)始"抵抗"施加在其上的力之前板所覆蓋的距離。

3. 剝離試驗(yàn)

這類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)，但專(zhuān)為使用粘合劑或通過(guò)焊接程序粘合在一起的材料而設(shè)計(jì)。為了進(jìn)行此測(cè)試，拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾具將固定兩種粘合材料的不同端。

一旦材料固定在機(jī)器上，它就會(huì)慢慢地將它們拉開(kāi)。施加到測(cè)試中的壓力將每秒測(cè)量1000次，并將被為平均剝離力。

該測(cè)試不能確定粘合材料本身的拉伸強(qiáng)度。相反，它將測(cè)量用于將這些獨(dú)立材料組合在一起的粘合劑或工藝的強(qiáng)度。

4. 彎曲試驗(yàn)

這是壓縮測(cè)試的變體，因此將對(duì)相同的參數(shù)進(jìn)行操作。但是，它是專(zhuān)門(mén)為相當(dāng)長(zhǎng)的材料而設(shè)計(jì)的，如金屬/木梁和支撐支柱。

材料將放置在拉伸試驗(yàn)裝置的兩個(gè)塊上，頂部有一個(gè)壓縮機(jī)板。然后通過(guò)將板降低到材料的中間來(lái)進(jìn)行測(cè)試，直到它斷裂或板達(dá)到一定距離。

與標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)略有不同，彎曲試驗(yàn)確定了兩個(gè)因素：

A. 彎曲強(qiáng)度– 材料在彎曲后保持的強(qiáng)度，特別是在彎曲點(diǎn)。

B. 彎曲模量– 材料彎曲后的完整性。

5. 穿刺試驗(yàn)

與洛氏硬度和維氏硬度測(cè)試（專(zhuān)為高密度金屬和塑料設(shè)計(jì)）一樣，穿刺測(cè)試涉及通過(guò)上方探頭對(duì)材料施加壓力。在此測(cè)試中，操作員將準(zhǔn)備材料以適合測(cè)試所需的圓形尺寸。

一旦固定到機(jī)器中，探針將被降低到測(cè)試樣品中。該程序旨在識(shí)別材料的抗穿刺性，因此是金屬板和液體產(chǎn)品容器的理想選擇。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

由于它旨在提供有關(guān)材料結(jié)構(gòu)完整性的數(shù)據(jù)，因此拉伸試驗(yàn)的結(jié)果可用于許多應(yīng)用，包括：

A、確定批次質(zhì)量– 組件材料的質(zhì)量通常決定了樣品的結(jié)構(gòu)完整性。事實(shí)上，單個(gè)不合格的基材就足以使整個(gè)組件不適合使用。因此，測(cè)試儀可用于確定整個(gè)生產(chǎn)批次是否符合普遍接受的制造標(biāo)準(zhǔn)。

B、改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造程序- 在消費(fèi)者使用產(chǎn)品之前，沒(méi)有人知道它有多好。然而，使用拉伸試驗(yàn)機(jī)，人們可以預(yù)測(cè)這些產(chǎn)品如果暴露于測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的類(lèi)似元素將如何反應(yīng)。

這將為制造商提供一個(gè)機(jī)會(huì)，通過(guò)暴露樣品中的嚴(yán)重缺陷來(lái)改進(jìn)其設(shè)計(jì)。這也可能導(dǎo)致他們通過(guò)用更耐用的替代品替換不合格的材料來(lái)優(yōu)化制造成本。

C、失效分析- 從某個(gè)角度來(lái)看，這些測(cè)試不僅能判斷材料是否與其用途相容。它還可以幫助制造商確定這些材料如何以及為什么會(huì)失效。

通過(guò)使材料達(dá)到其斷裂點(diǎn)，測(cè)試人員可以確定其產(chǎn)品將在什么點(diǎn)以及以何種方式發(fā)生嚴(yán)重故障。這可用于改進(jìn)其產(chǎn)品或教育最終用戶(hù)正確使用，以防止不必要的事件。

重要提示

無(wú)論名稱(chēng)如何，重要的是要記住，并非每臺(tái)通用拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)都設(shè)計(jì)用于執(zhí)行所有5項(xiàng)測(cè)試。充其量，人們應(yīng)該找到一臺(tái)帶有多個(gè)夾具的機(jī)器，旨在有效地進(jìn)行每個(gè)已知的拉伸應(yīng)力測(cè)試。

一臺(tái)能夠勝任的拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)該能夠在將材料用于其制造商所考慮的任何目的之前，確定任何測(cè)試樣品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

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