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材料學(xué)，通過試驗來研究材料的力學(xué)性能。試驗的結(jié)果取決于試件的形狀、尺寸、裝夾方式以及測試方法。因此需要統(tǒng)一試驗流程和標準。拉伸試驗，作為測試材料強度的基礎(chǔ)試驗，被廣泛接受。

最常用的是單軸拉伸試驗(沿中心軸線施加載荷)，以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，記錄拉力和伸長量。推導(dǎo)出應(yīng)力-應(yīng)變曲線、屈服強度、抗拉強度和斷裂伸長率等材料參數(shù)。此外，還有雙軸拉伸試驗。

應(yīng)力和應(yīng)變

為了方便對不同尺寸試件的力學(xué)性能進行對比，將單位面積上受到的力作為統(tǒng)一的量化指標，即“應(yīng)力”(Stress σ)。

應(yīng)力(σ)等于力(F)除以試件初始橫截面積(A0)，與壓強的的單位(Pa)相同。不同的是：壓強一般用于描述物體表面單位面積上受到外力的大小，而應(yīng)力是指物體內(nèi)部某個微元單位截面積上受到內(nèi)力的大小。

在拉壓試驗中，試件會被拉長或者縮短，伸長量用△L表示(負值代表縮短)。為了方便對不同長度的試件進行對比，同樣地，我們將伸長量(△L)除以試件初始長度(L0)，記為“應(yīng)變”(Strain ε)。

試驗過程中，隨著拉力增加，記錄應(yīng)力和應(yīng)變的數(shù)據(jù)，繪制成曲線，即“應(yīng)力-應(yīng)變曲線”。金屬的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，與其成分、熱處理狀態(tài)、已產(chǎn)生的塑性變形、應(yīng)變率、溫度以及應(yīng)力狀態(tài)都有關(guān)系。

用于描述應(yīng)力-應(yīng)變曲線的材料參數(shù)有：屈服強度、抗拉強度、斷裂伸長率以及斷面收縮率。前兩個參數(shù)表征強度，后兩個參數(shù)表征延展性。

在彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，兩者是線性關(guān)系，載荷撤銷后，試件可以恢復(fù)到初始形狀。載荷繼續(xù)增加，使材料應(yīng)力超過屈服強度，試件會產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形，載荷撤銷后，試件不能完全恢復(fù)到初始形狀。(彈性變形可以恢復(fù)，塑性變形不能恢復(fù))。

對已經(jīng)發(fā)生塑性變形的試件，撤銷載荷后重新施加載荷，需要施加比之前更大的載荷，才能使材料產(chǎn)生更多的塑性變形。這種現(xiàn)象，稱為金屬材料的“應(yīng)變硬化”。在塑性變形過程中，試件的體積保持不變：A·L = A0·L0，隨著拉伸長度L增加，橫截面A會減小。

正應(yīng)變與切應(yīng)變

應(yīng)變等于變形量除以初始長度，用于描述材料的相對變形。

當力的方向與截面方向垂直時，截面上產(chǎn)生正應(yīng)力;

當力的方向與截面方向平行時，截面上產(chǎn)生切應(yīng)力。

正應(yīng)變描述垂直于截面方向的相對變形;切應(yīng)變描述平行于截面方向的相對變形。

以上就是力博實驗室大家總結(jié)的關(guān)于拉伸試驗的相關(guān)資訊，如果您有檢測需求，歡迎電話咨詢，我們會有專業(yè)的項目工程師為您答疑解惑，期待您的來電！