检测能力 | 材料力学性能试验，为产品设计和制造提供可靠的性能参数

材料的力学性能试验是工程中广泛应用的一种试验，它为机械制造、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料力学性能参数，帮助了解材料的特性，以便更好地设计和制造产品。

 

 

材料的力学性能

是材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力）时所表现出的力学特征。

 

 

力学性能试验有哪些？

 

1、拉伸试验

 

拉伸试验是用静拉伸力对试样进行轴向拉伸，以测量力和相应的伸长(一般拉至断裂)，测定其相应的力学性能的试验。

拉伸试验是力学性能试验中最基本的经典试验方法。拉伸试验绝大多数在常温下进行，只有对在高温下使用的钢材要作高温拉伸性能试验。

 

 

弹性模量：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。

 

比例极限：在弹性变形阶段，金属材料所承受的应力和应变保持正比的最大应力，称为比例极限。

 

屈服点：试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

 

屈服强度：屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，也就是抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服现象出现的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值作为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。

 

抗拉强度：是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。抗拉强度即表征材料最大均匀塑性变形的抗力。

 

延伸率：延伸率指试样拉伸断裂后标距段的总变形与原标距长度之比的百分数。

 

断面收缩率：材料受拉力断裂时断面缩小，断面缩小的面积与原面积之比值叫断面收缩率。

 

 

2、压缩试验

 

压缩试验是测定材料在轴向静压力作用下的力学性能的试验，是材料机械性能试验的基本方法之一。主要用于测定金属材料在室温下单向压缩的屈服点和脆性材料的抗压强度。

工程实际中有很多承受压缩载荷的构件，如大型厂房的立柱、起重机的支架、轧钢机的压紧螺栓等。这就需要对其原材料进行压缩试验评定。

 

 

压缩屈服强度：当金属材料呈现屈服现象时，试样在试验过程中达到力不在增加而继续变形时所对应的压缩应力。

 

上压缩屈服强度：试样发生屈服而力首次下降前的最高压缩应力。

 

下压缩屈服强度：屈服期间不计初始瞬时效应时的最低压缩应力。

 

抗压强度：试样破坏时的最大压缩载荷除以试样的原始横截面积，成为抗压强度。

 

 

3、弯曲试验

 

弯曲性能指材料承受弯曲载荷时的力学性能。

弯曲试验主要用于测定脆性和低塑性材料（如铸铁、高碳钢、工具钢等）的抗弯强度并能反应塑性指标的挠度；弯曲试验还可用来检查材料的表面质量。

 

 

挠度：弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移；

 

弯曲应力：弯曲时产生的应力；

 

弯曲应变：试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化；

 

弯曲弹性模量：弯曲应力与弯曲应变呈线性比例关系范围内的弯曲应力与应变之比。

 

弯曲强度：在达到规定挠度值时或之前，负荷达到最大值时的弯曲应力；

 

 

4、剪切试验

 

剪切试验用于测试材料的剪切强度，就是测定试样剪切破坏时的最大错动力。样品放置在上、下剪切头之间，承受作用在样品上下两面大小相等、方向相反、作用线相隔很近的载荷，促使各自作用的样品部分沿着与力作用线平行的受剪面发生错动。

 

 

剪切应力：试验过程中任一时刻试样单位面积上所承受的剪切负荷。

 

剪切强度：试样在剪切力作用下破坏时单位面积上所能承受的负荷值。

 

层间剪切强度：在层间材料中沿层间单位面积上能承受的最大剪切负荷。

 

断纹剪切强度：沿垂直于板面的方向剪断的剪切强度。

 

屈服剪切强度：在剪切负荷-变形曲线上，负荷不随变形增加的第一个点的剪切应力。

 

剪切弹性模量：指材料在比例极限内剪应力与剪应变之比。

 

 

 

万能试验机

 

万能试验机是用来针对各种材料进行仪器设备静载、拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等力学性能试验用的机械加力的试验机。一般由加载机构、夹样机构、记录机构、测力机构等组成。

 

在研制和发展新材料、改进材料质量、金属制件的设计和使用等过程中，力学性能是最重要的性能指标，是金属塑性加工产品性能检验中不可缺少的检验项目。

 

试验项目

拉伸、弯曲、压缩、剪切、剥离、撕裂

 

能力范围

量程：0-50KN

拉伸速度：0-500mm/min

行程：0-1070mm

 

适用标准

拉伸：GB/T 1040.2、ISO527-2、ASTM、D638、GB/T528、ISO37、GB/T228.1、ISO6892-1

弯曲：GB/T9341、ISO178、ASTM、D790、GB/T232、ISO7438

压缩：GB/T1041

撕裂：GB/T529、ISO34-1

 

 

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