什么是拉伸試驗？

拉伸試驗是可以對材料、產(chǎn)品或組件進(jìn)行的最基本的機(jī)械試驗之一。當(dāng)測試樣品受到作用在位于同一軸上的相對面上的相反力時，測試樣品會承受張力，并試圖將樣品拉開。這些測試易于設(shè)置和完成，并揭示了被測材料的許多特性。拉伸測試被認(rèn)為本質(zhì)上與壓縮測試相反。

為什么要進(jìn)行拉伸測試?

拉伸測試是獲得各向同性材料機(jī)械特性的最常見測試。拉伸測試以及壓縮測試和撓曲彎曲測試可提供表征材料特性的基本信息。材料測試屬性有助于為工程應(yīng)用選擇材料，并包含在材料規(guī)格中以確保質(zhì)量。它們用于比較不同的和新的材料或工藝。

材料的抗拉強(qiáng)度可能是設(shè)計師和材料供應(yīng)商最關(guān)心的問題。極限抗拉強(qiáng)度 (UTS) 是材料在斷裂前被拉伸或拉動時所能承受的最大應(yīng)力。力由試驗機(jī)的稱重傳感器測量，并由試驗機(jī)的控制器軟件轉(zhuǎn)換為應(yīng)力。UTS 的計算方法是將測試樣品承受的峰值張力除以其橫截面積。拉伸測試是一種常見的材料測試，其中測試樣品承受受控的拉伸載荷，直到它斷裂。拉伸強(qiáng)度可能不同于樣品的斷裂強(qiáng)度，這取決于材料是脆性的、延展性的還是兩者兼而有之。對于脆性材料，極限抗拉強(qiáng)度接近屈服點，

通過拉伸強(qiáng)度測試直接測量的特性包括極限拉伸強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、最大伸長率和斷面收縮率。通過執(zhí)行拉伸測試并記錄工程應(yīng)力來確定極限拉伸強(qiáng)度。應(yīng)力-位移曲線的最高點是極限抗拉強(qiáng)度，有應(yīng)力單位。當(dāng)只需要測試極限抗拉強(qiáng)度時，測試設(shè)備就更簡單了。

胡克定律

在大多數(shù)情況下，初始測試部分在施加的力和試樣伸長率之間顯示出線性關(guān)系。在該區(qū)域中，直線的斜率服從“胡克定律”，其中應(yīng)力與應(yīng)變之比為常數(shù)。直線的斜率稱為彈性模量或楊氏模量。

拉伸模量和屈服強(qiáng)度

在拉伸測試應(yīng)用中，楊氏模量通常稱為拉伸模量。模量是測試樣品彈性剛度的量度，僅適用于曲線的線性部分。如果從樣品上移除拉伸載荷，那么它將返回到施加載荷之前的相同位置。隨著負(fù)載的增加和曲線變得非線性，胡克定律不再適用，并發(fā)生永久或塑性變形。一旦樣品進(jìn)行永久拉伸，它就會達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度，也稱為保證強(qiáng)度。通常這組拉伸測試數(shù)據(jù)或測試結(jié)果包括彈性極限、拉伸強(qiáng)度、屈服點、屈服強(qiáng)度、伸長率和楊氏模量。

通過使用適當(dāng)?shù)能浖砑討?yīng)變傳感器(例如引伸計)，可以將用于極限拉伸強(qiáng)度的相同測試設(shè)備擴(kuò)展為測量模量和屈服強(qiáng)度。

拉伸測試應(yīng)用

拉伸試驗用于根據(jù)材料的延展性、硬度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等特性檢查不同材料的質(zhì)量。在為最終產(chǎn)品或原型選擇材料時，您需要知道它們是否經(jīng)得起實際使用。每種材料都有一個斷裂點，因此如果您使用的材料在壓力下無法很好地承受，那么了解您的材料有多堅固可以提醒您。在選擇織物、金屬合金、紙漿和其他原材料時，拉伸測試可以幫助您選擇合適的產(chǎn)品。