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拉伸试验机的测试标准与方法

拉伸试验
tensile test
  测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性的试验，又称抗拉试验。它是材料机械性能试验的基本
方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。
  性能指标  拉伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标。强度通常是指材料在外力作用
下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。材料在承受拉伸载荷时，当载荷不增加而仍继续发生明
显塑性变形的现象叫做屈服。产生屈服时的应力，称屈服点或称物理屈服强度，用σS（帕）表示。工程
上有许多材料没有明显的屈服点，通常把材料产生的残余塑性变形为 0.2％时的应力值作为屈服强度，
称条件屈服限或条件屈服强度，用σ0.2 表示。材料在断裂前所达到的大应力值，称抗拉强度或强
度限，用σb（帕）表示。
  塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不致破坏的能力，常用的塑性指标是延伸率和断面
收缩率。延伸率又叫伸长率,是指材料试样受拉伸载荷折断后,总伸长度同原始长度比值的百分数,用δ表
示。断面收缩率是指材料试样在受拉伸载荷拉断后，断面缩小的面积同原截面面积比值的百分数，用ψ
表示。
  条件屈服限σ0.2、强度限σb、伸长率 δ和断面收缩率ψ是拉伸试验经常要测定的四项性能指
标。此外还可测定材料的弹性模量E、比例限σp、弹性限σe等。
  试验方法  拉伸试验在材料试验机上进行。试验机有机械式、液压式、电液或电子伺服式等型
式。试样型式可以是材料全截面的，也可以加工成圆形或矩形的标准试样。钢筋、线材等一些实物样品
一般不需要加工而保持其全截面进行试验。试样制备时应避免材料组织受冷、热加工的影响，并保证一
定的光洁度。
  试验时，试验机以规定的速率均匀地拉伸试样，试验机可自动绘制出拉伸曲线图。对于低碳钢等塑
性好的材料，在试样拉伸到屈服点时，测力指针有明显的抖动，可分出上、下屈服点（ 和），在
计算时,常取。材料的 δ和ψ可将试验断裂后的试样拼合，测量其伸长和断面缩小而计算出来。
  拉伸曲线图  由试验机绘出的拉伸曲线，实际上是载荷－伸长曲线，如将载荷坐标值
和伸长坐标值分别除以试样原截面积和试样标距，就可得到应力－应变曲线图。图中
op部分呈直线，此时应力与应变成正比，其比值为弹性模量，Pp是呈正比时的大载
荷，p点应力为比例限σp。继续加载时，曲线偏离op，直到 e点，这时如卸去载荷，
试样仍可恢复到原始状态，若过e点试样便不能恢复原始状态。e点应力为弹性限σ
e。工程上由于很难测得真正的σe,常取试样残余伸长达到原始标距的0.01％时的应力为弹性限,以σ
0.01 表示。继续加载荷，试样沿es曲线变形达到s点，此点应力为屈服点σS或残余伸长为 0.2％的条件
屈服强度σ0.2。过s点继续增加载荷到拉断前的大载荷b点,这时的载荷除以原始截面积即为强度限
σb。在 b点以后，试样继续伸长，而横截面积减小,承载能力开始下降,直到 k点断裂。断裂瞬间的载荷
与断裂处的截面的比值称断裂强度。