平面拉伸试验机

（说明：普及力学系列的帖子，是为了大家相互学习，欢迎各位版友积极跟帖补充或指正，将有大礼等着你！）[B][size=4][color=#DC143C][center]第二篇 拉伸试验机[/center][/color][/size][/B][B][center]lrz2007[/center][/B][color=#00008B]材料试验机的定义：对材料、零件、构件进行力学性能和工艺性能试验机仪器和设备为材料试验机。按试验类型，可以分为拉伸试验机、压缩试验机及其他试验机。材料试验机包括：金属材料试验机、非金属材料试验机、工艺试验机、测力（扭矩）机、平衡机、振动台、无损检测仪器、试验机功能附件和与试验机专业相关的试验设备与仪器。拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等拉伸试验机原理：主机的动力源是一个电动机，通过减速装置和丝杠带动活动横梁向上或向下运动，使试件产生拉伸变形。安装在活动横梁或框架上的力传感器测量试件变形过程中的力值，即载荷值；同时，丝杠的转动带动主机内部一个光电编码器，通过控制器换算成活动横梁的位移值。载荷及位移信号，通过计算机显示或者进行相关计算。拉伸试验机包括：1.金属材料拉伸试验机： 　电子式万能试验机、电液式万能试验机、液压式万能试验机、电液伺服万能试验机、液压式张拉机（液压式千斤顶）、扭转试验机、蠕变试验机、松驰试验机、摆锤式冲击试验机、疲劳试验机、高频试验机等2.非金属材料拉伸试验机 纤维类试验机、织物类试验机、橡塑试验机、恒应力水泥压力试验机、混凝土试验机、陶瓷试验机、木材试验机、纸张试验机、皮革试验机、界面张力仪等；[/color]

求助：想测试一种纤维的断裂力，关于所需的拉伸试验机，新手有几个问题想请教一下：1.断裂力很小，大约100N左右，借鉴了下10KN的拉伸试验机，发现力的变化是0.33N变化的，因此想知道，100N的量程的精度能达到0.01N么？量程和精度之间有什么关系？能根据量程算出精度么？2.测量断裂力的时候，纤维一般是从0开始加载，但夹具一般是有重量的，传感器的示数可能不是0，目前没有正式做过拉伸试验，在拉伸开始阶段，传感器会清零么？

[b] 拉伸试验 [/b]是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。从高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。金属拉伸试验的步骤可参见ASTM E-8标准。塑料拉伸试验的方法参见ASTM D-638标准、D-2289标准（高应变率）和D-882标准（薄片材）。ASTMD-2343标准规定了适用于玻璃纤维的拉伸试验方法；ASTM D-897标准中规定了适用于粘结剂的拉伸试验方法；ASTMD-412标准中规定了硬橡胶的拉伸试验方法。拉伸试验又可称拉力试验。　　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。 　[b]　性能指标 [/b]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，称条件屈服极限或条件屈服强度，用σ0.2表示。材料在断裂前所达到的最大应力值，称抗拉强度或强度极限，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。 　　条件屈服极限σ0.2、强度极限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、比例极限σp、弹性极限σe等。 　[b]　试验方法 [/b]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。 　　[b]拉伸曲线图[/b]由试验机绘出的拉伸曲线，实际上是载荷－伸长曲线（见图），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是呈正比时的最大载荷，p点应力为比例极限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点应力为弹性极限σe。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％时的应力为弹性极限,以σ0.01 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最大载荷b点,这时的载荷除以原始截面积即为强度极限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。