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电子万能材料试验机或微小拉伸试验机(可在显微镜下进行拉伸)
非接触视频光学引伸计
铝片
PP
PP复合材料
试片之准备
使用切割器或模具刀将试片切成所需之形状,可以再电脑软件中测其实际尺寸。
试验机测试
1.打开电子万能拉力机并暖机约20分钟。
2.还定适当之荷重(LoadCell)及夹头。
3.校正仪器夹头。(此时夹头放空)
4.进入程序中并还定SamplelD及设定测试方法。
5.输入参数(包括尺寸)。
6.将试片置于夹头中并旋紧(紧度适中即可)。
7.开始测试(Run)。
8.记录结果后退出程序,关闭电子万能拉力机。
Note:试片断裂后,必须先将试片取下才可让夹头回到原处。
拉伸实验
了解材料在使用电子万能拉力机受到拉力时,材料在弹性范围内及塑性范围内,抵抗伸长变形的能力及断裂的特性,在非接触视频光学引伸计下进行样品整个受力的分析,加上显微成像系统,在微观条件下样品的受力情况分析,FEA有限元的验证分析。
拉伸试验是电子万能拉力机用来测试材料在静止状态承受荷重或受到缓慢增加负荷时的抵抗能力。
拉伸过程中,试片两端被夹紧同时受到轴向的拉力,给果会使得试片在平行于作用力的方向产生伸长的现象。
弹性变形与塑性变形
应力,应变曲线中的OP线段,是材料在电子万能拉力机受拉力的初期,应力与应变呈直线关系。工程上称这种宜线关系为虎克定律。在此直线范围,当我们对试杆拖予一拉力时,构成材料的原子与原子之间的键便被拉开来,则使得试杆伸长,当我们将拉力释放棹时,原子间的键回复到原来长度,试杆便缩回到原来尺寸。
若应力继续增加到某一程度,将迫使材料内部的差排开始运动而形成滑移(slip)的现象,则材料的塑性变形便产生,若此时将拉力移去,由联结键伸长所造成的禅性变形仍将回复,但由滑移所形成的变形则将永久的存在。
降伏强度(YieIdStrength)
降伏强度被定义为产生徽量永久变形的应力,也就是在此应力值下,材料内将产生明显的滑移现象。
抗拉强度(Tensilestrength)
在应力一应变曲线上的最大应力值,就是材料在电子万能拉力机试验过程中承受最大荷重时之应力,即为抗扯强度。
在材料的选择以及材料的制造方面,虽然抗拉强度的重要性不如降伏强度,但在电子万能拉力机拉伸试验过程中抗拉强度的测得较为容易,因此一般文献资料较常列出材料的抗拉强度值,将其作为材料间行为的比较和估计一些材料较不容易测量出的性质。
弹性系数(ModulusofElasticity)
弹性系数或称为杨氏系数,就是应力-应变曲线上弹性区域的斜率,其关系满足虎克定律:
弹性系数E=
弹性系数也代表着材料的刚性(stiffiness),刚性材料具有较高的弹性系数,意味着其原子间有较大的键给力,在弹性负荷范围内较易保持形状和尺寸。
延性(Ducitlity)
所谓延性,其定义为材料抵抗外力使不致产生破坏的最大变形量。延性的表示法有两种,第一种方法:量测试验前后试杆上标点的距离(gagedistance),计算出延伸率,
(elongation)
%延伸率
:试杆在试验前的截面积
:试杆在试验后断裂面的截面积
第二种方法,测量拉伸试杆断裂处在试验前后之截面积的变化,计算出断面缩率(ReductionAren)
断面缩率=%
=试杆在试验前之截面积
=试杆在试验后断裂面之截面积
1.分别列出各材料之禅性系数、抗拉强度、降伏强度(降伏点)、及其变形量?
2.试比较不同材料在电子万能拉力机之拉伸特性有何差异?
3.材料特性对电子万能拉力机拉伸试验所可能造成之影响为何?
4.微观条件下材料特性对拉伸试验的影响,在塑性形变时的受力分析?
5.FEA有限元的实际验证分析?2100433B
钢板拉伸实验标准
纬嘉 公司 文 件 制 ( 修) 订 履 历 表 文件名称 钢板的拉伸实验检验标准 文件编号 WG/QI-ZB-042 分发部门 品检课 IQC/采购课 制/修订 日 期 制 /修订 单 位 制(修 )订内容 修改 页次 页 新 版 次 制 (修) 订 者 文件制 /修订 申请单号 2014/07/24 品保课 新制定 A00 范大珍 保存年限:至文件废止后 6年 编号与版次:QR-2-IS-001(B00 版) ( 本文件不得擅自涂改或影印 ) 厦门纬嘉运动器材有限公司 钢板拉伸实验检验标准 文件编号 WG/QI-ZB-042 版次 A00 生效日期 文件类别 □受控 □非受控 页次 1/3 1.目 的:规范外购热轧钢板、热轧酸洗板来料的物理性能要求。 2.范 围:适用于公司外购的热轧钢板、热轧酸洗板来料检验参照,如本标准未注型号的材料,则参照技术部图 纸要求检验。 3.引用
钢筋拉伸和冷弯实验
建筑钢材实验 一、拉伸实验 (一)实验目的 通过拉伸试验测定钢筋的屈服点、抗拉强度和伸长率,评定钢筋的强度等级。弯 曲实验,对钢筋塑性进行检验,也间接测定钢筋内部的缺陷。 (二)主要仪器设备 万能材料实验机 游标卡尺等。 (三)实验步骤 1.在每一验收批次钢筋中的任意一根上任意端截取 500mm(一般取 1000mm)取一 组试件(拉伸、弯曲各两根),拉伸试验的钢筋不得进行车削加工。原始标距的长度 (L0)一般取 L0=5d或是 L0=10d(d 为钢筋直径 ),测量原始标距 L0为 200mm(标据点 1 到标据点 6之间的距离)。 2.??接通电源,按下油泵启动按钮(绿色为启动按钮、红色为关闭按钮),预热 5min。 回油阀 关闭按钮 启动按钮 送油阀 3.将第一根试件(直径 20mm, L=10d+200=400mm)的上端固定在实验机上夹具内, 再用下夹具固定试件下端(上下端必须加
1测定低碳钢的上屈服强度Reh,下屈服强度Rel,抗拉强度Rm,断后伸长率A,断面收缩率Z
2观察低碳钢在拉伸过程中所出现的屈服、强化和缩颈现象,分析力与变形之间的关系,并绘制拉伸图。
3学习、掌握万能试验机的使用方法及其工作原理
● 原理部分:
低碳钢是工程上最广泛使用的材料,同时,低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时,可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段:
(1)弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部卸除荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
(2)屈服阶段AS':试样的伸长量急剧地增加,而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内(图中锯齿状线SS')波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光,则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹,称为滑移线。
(3)强化阶段S'B 试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。
(4)颈缩阶段和断裂BK 试样伸长到一定程度后,荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩,出现"颈缩"的现象,一直到试样被拉断。断口呈杯锥状如右图所示
利用原始标距内的残余变形来计算材料断后伸长率A和断面收缩率Z,计算公式为:
式中L0为原始标距长度,S0为原始横截面面积,Lu为试样断裂后标距长度,Su为试样断裂后颈缩处最小横截面面积。
图2-4 低碳钢拉伸图
● 步骤:
1在试样的原始标距长度L0范围内,用试样划线器细划等分10个分格线
2.根据GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》中第7章的规定,测定试样原始横截面面积。本次实验采用圆形截面试样,应在标距的两端及中间处的两个相互垂直的方向上各测一次横截面直径d,取其算术平均值,选用三处中平均直径最小值,并以此值计算横截面面积S0,其S0 =πd2/4。该计算值修约到四位有效数字(π取五位有效数字)。
3.打开试验机,安装试样,可快速调节试验机的夹头位置,将试样先夹持在上夹头中,再升起下夹头,将试样夹牢并使之铅直;
4.在计算机上输入已测平均直径中最小值等参数,并勾选所需测定的参数FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值,上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm。将进油阀关闭,按试验机上启动键。同时,操作计算机软件使之开始绘制曲线图。
5..在加载实验过程中,总的要求应是缓慢、均匀、连续地进行加载。并采用位移控制速率0.009mm/s。开始测定时至达到屈服强度阶段,试样平行长度的控制速率为0.009mm/S。达到强化阶段后可适当增大速率至0.015mm/s。试样拉断后立即停机并先取下试样,然后打开回油阀,使工作平台复位。
5.在实验中,注意观察拉伸过程四个特征阶段中的各种现象,记录的上屈服点力FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值,上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm
考虑软件识别问题,手动定位并设置下屈服点。
6.将断后试样拼接并用游标卡尺测断后标距Lu,和拉断处最小断面的直径du。
冷拉伸,合成纤维在室温条件下进行的拉伸过程。适用于玻璃化温度在室温附近的初生纤维拉伸。拉伸时,拉伸张力所做的功部分转化为分子的热运动使纤维升温而起增塑作用,完成拉伸效应。