检测拉伸力学性能的测试 有何作用

     拉伸测试可以说是力测量和材料测试中最常用的测试方法。拉伸测试主要用于确定组件、零件或材料在静态、轴向载荷下的机械性能。 

      材料测试和力测量的测试方法相似；但是测量结果是不同的。进行拉伸试验以确定材料或部件的拉伸性能。试样的变形用于表征其延展性或脆性，以及拉伸强度、屈服点、弹性极限、伸长率、弹性模量和韧性等重要特性。 材料测试 材料测试是测量材料机械性能的科学。它涉及量化和限定材料物理特性的方法：它们的强度、它们对变形的反应，以及它们在一段时间内承受外力的能力和能力。

       材料测试涉及应力和应变的测量，这需要知道被测样品的原始横截面积。常用的测量单位是 N/mm2、MPa、PSI 和百分比。测试样品通常根据 ASTM、ISO、DIN 或其他组织的国际测试标准制备成指定尺寸。在拉伸试验期间，样品的形状会随着载荷的施加而变化。了解样品在各种或指定的力下尺寸的变化有助于确定材料的性能和对给定应用或产品的适用性。 测力测试 力测量测试用于测试组件和产品，通常使用力的测量单位：牛顿、磅力和千克力。样品的截面积不参与测量结果。最常见的力测量是“峰值力”或最大力值。这些测试还可以报告峰值力处的相关距离结果。力测量在工程实验室、质量控制和检查以及生产车间进行。近年来，生产中的力测试大幅增加，因为越来越多的制造商认识到现场质量测试作为提高生产力、产量和吞吐量的一种方式的重要性。 测试仪器 拉伸测试可以在非常基本的水平上进行，只需使用手持测力计，该测力计测量施加在样品、产品或组件上的拉力，以确定最大力。在仪器范围的另一端是极其复杂的拉伸测试系统，配备了先进的测试软件和辅助仪器，如引伸计。这些测试系统能够以非常精确的速度将被测样品拉到非常精确的目标上。大数据采样有助于产生力和距离或应力和应变的高分辨率数据，因此可以进行非常准确的测量，分析和报告。 

     常见的拉伸测试结果和测量 可以发现和测量各种不同的拉伸测试特性。此处列出了一些更常见的测量方法。 拉伸强度是测量的最大应力——通常在破坏性测试期间。应力是力除以被测样品的原始横截面积。 弹性是材料被拉至应力值的能力，当应力消除时，材料将恢复到其原始长度而不会显示任何永久变形。弹簧是设计为具有高弹性的产品的示例。 弹性极限是材料在呈现永久变形之前所能承受的最高应力。 屈服强度定义为被测材料表现出永久变形时的应力，即材料已超出其弹性极限。通常使用弹性斜率的 0.2% 应变的任意偏移值来确定屈服强度。以 0.2% 的偏移量绘制一条与弹性斜率线平行的线。屈服强度是偏移斜率线与应力-应变曲线相交的地方。 

      塑性类似于弹性，但在测试过程中使用了时间元素。当一种材料，如弹性体，被拉到一个力极限，然后保持一段时间，弹性体恢复到原来的形状而不产生永久变形的能力就是它的塑性特性。 弹性是材料在拉伸载荷应用过程中吸收和储存能量的能力。它是材料弹性范围内的能量容量，以弹性应力-应变曲线下方的面积为特征，以焦耳/立方米或帕斯卡表示。 滞后是材料的能量损失并且无法保持其弹性特性。许多材料表现出一定程度的滞后 因为它们在一段时间内或循环次数内反复加载和卸载。

       刚度是材料在施加力时抵抗变形的能力。弹性模量是材料刚度的量度。材料表现出的刚度越大，材料在负载下发生的变形就越小。

      伸长是应变。伸长率是样品在施加力之前的原始标距长度变化到施加力时的最终长度的百分比。应变是一个无量纲值；然而，它有时表示为百分比或英寸/英寸或毫米/毫米。

      在拉伸试验期间，材料会发生横向和轴向变形。泊松比是材料的横向变形与轴向或纵向变形的比较。

拉伸测试挑战

      非轴向载荷是拉伸测量不正确的最常见原因之一。使用负载传感器或测力计时，即使非常小的偏心负载也会导致高达 0.5% 的测量误差。因此，确保测试串的对齐非常重要，即称重传感器、顶部测试夹具、样品和底部测试夹具彼此垂直。

      根据预期的负载测量值使用大小合适的测力计或称重传感器对于获得准确和可重复的结果很重要。一般规则是使用介于预期负载测量值的 20% 到 80% 之间的传感器。这将避免或最小化由于机械噪声导致的低端错误结果，并有助于防止测量范围高端的过载情况。由于大多数传感器都经过校准并具有基于满量程的精度规格，因此您越接近零，可接受的误差对您的测量的影响就越大。

      测试夹具不正确是导致拉伸测量不准确的另一个常见原因。对于样品来说太大的夹具或在拉伸运动期间对样品施加过大的夹持力会导致样品在指定的标距区域外断裂。测试夹具的尺寸应符合样品的预期负载特性。楔形作用测试夹具在延展性样品上工作良好，但在脆性材料上往往不太可靠，因为它们会随着轴向载荷的增加而将载荷施加到样品上。当使用气动测试夹具来调节对样品的夹持力时，脆性材料往往会进行更一致的测试。

      不正确的样品制备会导致不一致和不正确的表征。当按照特定的国际标准进行测试时，应将样品制备成规定的尺寸。力测量应用程序通常会使用处于完成状态的组件。然而，材料测试使用各种形式和形状的特制样品。它们的横截面可以是圆形、矩形或方形，并且它们具有已知的标准标距。

      测试速度太快或太慢是拉伸测量可能不是最佳的另一个常见原因。在可能的情况下，应根据 ASTM、ISO、DIN 或其他机构认可和接受的测试标准进行测试。这些标准中明确规定了测试速度，并将确保进行正确的测量。

      拉伸结果可能会受到温度的显着影响。随着温度升高，样品的弹性会显着降低。

结论

      拉伸试验的结果应该提供有用的数据来表征部件或材料的物理和机械性能。拉伸试验将对样品的延展性或脆性及其弹性和塑性行为进行分类。拉伸测试可以确定组件或材料的适用性及其随时间的性能。采用和遵守国际公认的拉伸测试测试标准将有助于测试工作，并有助于确保产品、组件或材料满足特定的设计要求。