在所有直接測量用于許多應(yīng)用的材料強(qiáng)度的已知方法中，拉伸測試可能是最直接和最容易應(yīng)用的。

萬能拉伸試驗機(jī)是專門為此目的而設(shè)計的機(jī)器。然而，拉伸測試不僅僅是將物體拉開到斷裂點。通過使用測試方法的其他變體，可以正確確定材料的拉伸強(qiáng)度，而不管其尺寸，形狀和其他不同的尺寸如何。

什么是拉伸強(qiáng)度測試？

拉伸強(qiáng)度的概念其實很簡單。為了確定材料的實際拉伸強(qiáng)度水平，必須在各個點上施加一定的張力。最基本的方法是簡單地在兩個相反的點上拉動材料。通過校準(zhǔn)將材料伸長到斷裂點所需的拉伸力，制造商和工程師可以預(yù)測，如果以設(shè)計的任何目的施加類似的力，材料的行為。拉伸強(qiáng)度測試的優(yōu)點是使材料與程序兼容所需的準(zhǔn)備工作最少。所需要的只是切割拉伸試驗樣品以適合機(jī)器。無需進(jìn)行大量的測試材料準(zhǔn)備，例如去除瑕疵或檢查樣品表面的磨蝕性。測試本身旨在使材料承受強(qiáng)烈的壓力和張力。反過來，這將決定材料是否適合制造商的任何目的。

如何進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測試？

如前所述，有幾種方法可以確定材料的拉伸強(qiáng)度。然而，它們都遵循相同的目的：將材料帶到其斷裂點并確定其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

1. 拉力測試

這是上面提到的標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗。為了執(zhí)行此測試，操作員將在兩個夾具之間放置一種材料。一旦在機(jī)器的控制面板中設(shè)置了特定的力，夾具就會彼此遠(yuǎn)離。

這將導(dǎo)致材料翹曲和伸長，這允許操作員確定3個方面：

A. 拉伸強(qiáng)度– 即使在拉長后，材料的結(jié)構(gòu)完整性。

B. 伸長率– 材料被拉開后的長度。為了使伸長率有效，材料在拉伸過程中不得分成兩部分。

C. 拉伸模量– 材料在拉伸時的剛度。一些材料在拉伸時往往會變得更柔軟和脆弱，而其他材料則保持某種形式的耐用性。

2. 壓縮試驗

這與標(biāo)準(zhǔn)拉伸強(qiáng)度測試*相反。拉伸強(qiáng)度測試儀不是在兩個點上拉動材料，而是"按壓"它。

使用兩個水平板，操作員將通過使板彼此靠近來向物體施加力。此測試通常確定三個元素，如下所示：

A. 壓縮力– 材料在斷裂前承受的力。

B. 位移載荷– 測試期間兩個板覆蓋的距離，以及施加的壓力量。

C. 負(fù)載時的位移– 在材料開始"抵抗"施加在其上的力之前板所覆蓋的距離。

3. 剝離試驗

這類似于標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗，但專為使用粘合劑或通過焊接程序粘合在一起的材料而設(shè)計。為了進(jìn)行此測試，拉伸試驗機(jī)的夾具將固定兩種粘合材料的不同端。

一旦材料固定在機(jī)器上，它就會慢慢地將它們拉開。施加到測試中的壓力將每秒測量1000次，并將被為平均剝離力。

該測試不能確定粘合材料本身的拉伸強(qiáng)度。相反，它將測量用于將這些獨立材料組合在一起的粘合劑或工藝的強(qiáng)度。

4. 彎曲試驗

這是壓縮測試的變體，因此將對相同的參數(shù)進(jìn)行操作。但是，它是專門為相當(dāng)長的材料而設(shè)計的，如金屬/木梁和支撐支柱。

材料將放置在拉伸試驗裝置的兩個塊上，頂部有一個壓縮機(jī)板。然后通過將板降低到材料的中間來進(jìn)行測試，直到它斷裂或板達(dá)到一定距離。

與標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗略有不同，彎曲試驗確定了兩個因素：

A. 彎曲強(qiáng)度– 材料在彎曲后保持的強(qiáng)度，特別是在彎曲點。

B. 彎曲模量– 材料彎曲后的完整性。

5. 穿刺試驗

與洛氏硬度和維氏硬度測試（專為高密度金屬和塑料設(shè)計）一樣，穿刺測試涉及通過上方探頭對材料施加壓力。在此測試中，操作員將準(zhǔn)備材料以適合測試所需的圓形尺寸。

一旦固定到機(jī)器中，探針將被降低到測試樣品中。該程序旨在識別材料的抗穿刺性，因此是金屬板和液體產(chǎn)品容器的理想選擇。

產(chǎn)品優(yōu)勢

由于它旨在提供有關(guān)材料結(jié)構(gòu)完整性的數(shù)據(jù)，因此拉伸試驗的結(jié)果可用于許多應(yīng)用，包括：

A、確定批次質(zhì)量– 組件材料的質(zhì)量通常決定了樣品的結(jié)構(gòu)完整性。事實上，單個不合格的基材就足以使整個組件不適合使用。因此，測試儀可用于確定整個生產(chǎn)批次是否符合普遍接受的制造標(biāo)準(zhǔn)。

B、改進(jìn)設(shè)計和制造程序- 在消費(fèi)者使用產(chǎn)品之前，沒有人知道它有多好。然而，使用拉伸試驗機(jī)，人們可以預(yù)測這些產(chǎn)品如果暴露于測試中發(fā)現(xiàn)的類似元素將如何反應(yīng)。

這將為制造商提供一個機(jī)會，通過暴露樣品中的嚴(yán)重缺陷來改進(jìn)其設(shè)計。這也可能導(dǎo)致他們通過用更耐用的替代品替換不合格的材料來優(yōu)化制造成本。

C、失效分析- 從某個角度來看，這些測試不僅能判斷材料是否與其用途相容。它還可以幫助制造商確定這些材料如何以及為什么會失效。

通過使材料達(dá)到其斷裂點，測試人員可以確定其產(chǎn)品將在什么點以及以何種方式發(fā)生嚴(yán)重故障。這可用于改進(jìn)其產(chǎn)品或教育最終用戶正確使用，以防止不必要的事件。

重要提示

無論名稱如何，重要的是要記住，并非每臺通用拉伸強(qiáng)度試驗機(jī)都設(shè)計用于執(zhí)行所有5項測試。充其量，人們應(yīng)該找到一臺帶有多個夾具的機(jī)器，旨在有效地進(jìn)行每個已知的拉伸應(yīng)力測試。

一臺能夠勝任的拉力試驗機(jī)應(yīng)該能夠在將材料用于其制造商所考慮的任何目的之前，確定任何測試樣品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

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