拉伸实验
拉伸实验是检验材料力学性能的最基本的实验。
一、实验目的
1．了解试验设备——微机控制电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。
2．测定钢筋的屈服极限
σ、强度极限bσ、延伸率δ、断面收缩率ψ。
s
4．观察钢筋在拉伸过程中的各种现象，并利用自动绘图装置绘制拉伸图（P 一L
?曲线）。
二、实验设备和量具
1．量具：游标卡尺。
2．设备：WNW-10微机控制电子万能试验机。
图1-1 WNW-10微机控制电子万能试验机
下面将WNW-10微机控制电子万能试验机的构造、工作原理及操作规程介绍如下：
试验机主要用于金属材料和非金属材料的拉伸、压缩、弯曲等性能试验，除常规试验外，配备相应附件还可以进行蠕变、持久、应力松弛、低周循环试验及在高温或低温环境下拉伸性能试验。
机构与原理及特点
WDW系列电子式万能试验机，由主机、全数字测量控制系统、用户软件包、功能附件等部件组成。
主机：主机为门式预应力框架，轴向刚度高，采用圆弧同步带轮减速，滚珠丝杠副传动，传动无间隙，使试验力和变形速度精密控制得到保证；采用了双空间结构，上空间用于拉伸试验，下空间做压缩、弯曲试验。
测量控制系统：采用品牌计算机并配有Windows电子万能试验机专用软件，根据国家标准或用户提供的标准测量材料的性能参数，对试验数据进行统计和处理，输出打印各种要求的试验曲线及试验报告：可选择应力一应变、负荷一应变、负荷一时间、负荷一位移、位移一时间、变形一时间等多种试验曲线的显示、放大、比较及对试验过程的监控、智能、方便。计算机闭环控制，对试验结果自动存储，试验结果可任意存取，随时模拟再现。
三、实验原理
为了检验低碳钢（钢筋）拉伸时的机械性质，应使试件轴向受拉直至断裂，
在拉伸过程中以及试件断裂后，测读出必要的特征数据（如；P
S 、P
b
、L
1
、d
l
）经
过计算，便可得到表示材料力学性能的指标：σ
s 、σ
b
、δ、ψ。
四、试验程序
1测定试件的截面尺寸——圆试件测定其直径
d的方法是：在试件标距长度的两端和中间三处予以测量，每处在两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均
值，然后取这三个平均数的最小值作为
d。
2试件标距长度
l除了要根据圆试样的直径0d来确定外，还应将其化到5mm或10mm的倍数。小于1.5mm的数值舍去之；等于或大于2.5mm但小于7.5者化整为5mm；等于或大于7.5mm者进为10mm。在标距长度的两端各打一小标点，此二点的位置，应做到使其联线平行于试样的轴线。两标点之间用分划器等分10格
或20格，并刻出分格线，以便观察变形分布情况，测定延伸率δ。
3将准备好的试样一端夹于试验机上钳口中，试样头部被夹持的部分的长度，至少应为楔形夹具长度的3/4。开动下钳口电动机将下钳口调整于适当高度。 4开动油泵电机，关闭回油阀，使试验机平台上升10—15毫米，调整指针使其对正度盘零点。关闭送油阀，将试样另一端夹于下钳口中，注意应使试样轴线与夹头移动方向的中心线完全重合。
5缓慢的拧开送油阀，对试样均匀地施加负荷。注意在拉伸过程中弹性范围内的应力速率在6—60N/mm2.S —1 范围内固定。表盘指针停止转动或回转时，读其回转时最小力（不计初始效应），即下屈服点负荷；如无回转时，则读停止（恒定）时的力，即屈服强度负荷。
6屈服过后或只需测定抗拉强度时，可以适当加大油门，但平行长度的应变速率不应超过0.008/S 。将试样拉至断裂，读出表盘上指针指示的最大力，即抗拉强度负荷。整个拉伸过程中应平稳而无冲击的加荷。
7关闭送油阀，打开回油阀，取下断后试样，关掉油泵电机和电源。 五、结果测量、计算
用慢速加载，使试件的变形匀速增长。国家标准规定的拉伸速度是：屈服前，应力增加速度为10MPa ／s ，屈服后，试验机活动夹头在负荷下的移动速度不大于0.50l ／min 。在试件匀速变形的过程中，测力盘上的指针起初也是匀速前进的，但是，当指针停止前进或倒退时就表明试样进入屈服阶段，读出指针来回摆动的最小载荷Ps 。借助于试验机上自动绘出的载荷——变形曲线可以帮助我们更好的判断屈服阶段的到达。对于低碳钢来说，屈服时的曲线如图1—4(a)所示，其中P S 上叫做上屈服载荷，与锯齿状曲线段最低点相应的最小载荷P S 下叫下屈服载荷。由于上屈服载荷随试件过渡部分的不同而有很大差异，而下屈服载荷则基本一致，因此一般规定用下屈服载荷来计算屈服极限0
0//A P A P s s s
下==σ。有
些材料，屈服时的L
P
?-曲线基本上是一个平台的曲线而不是呈现出锯齿形状，
如图1—4(b)所示。
屈服阶段终了以后，要使试件继续变形，就必须加大载荷。这时载荷—变形曲线将开始上升，材料进入强化阶段，试件的横向尺寸有明显的缩小。
（a ） (b)
图1-4 不同钢材的屈服图
如果在强化阶段的某一点处进行卸载，则可以在自动绘图仪上得到一条卸载曲线，实验表明，它与曲线的起始直线部分基本平行。卸载后若重新加载，加载曲线则沿原卸载曲线上升直到该点，此后曲线基本上与未经卸载的曲线重合，这就是冷作硬化效应。
图1-5 低碳钢拉伸图
随着实验的继续进行，当载荷达到最大值P b 之后，测力指针由慢到快地回转，试件出现颈缩现象，最后沿颈缩处试件断裂。根据测得的P b 可以按0
/A P b b =σ
计算出强度极限b σ。
试件断后标距部分长度1l 的测量：将试件拉断后的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使其轴线位于一条直线上。拉断处由于各种原因形成缝隙，则此缝隙应计入试样拉断后的标距部分长度内。1l 用下述方法之一测定。
直测法：如拉断处到邻近标距端点的距离大于0l ／3时，可直接测量两端点间的长度。
移位法：如拉断处到邻近标距端点的距离小于0l ／3时，则可按下法确定1l ： 在长段上从拉断处0取基本等于短段格数，得B 点，接着取等于长段所余格数（偶数，图 l —6a ）之半，得C 点；或者取余格数（奇数，图1一6b ）减 1
与加 1之半，分别得C 与C 1点，移位后的11分别为AO ＋OB ＋2BC 或AO ＋OB ＋BC ＋BC 1。
测量了 1l ，按下式计算延伸率，即 %
1000
1?-=l l l δ
短、长比例试样的伸长率分别用5δ、10δ表示。 拉断后缩颈处截面积1A 的测定：
圆形试样在缩颈最小处两个相互垂直方向上测量其直径，用二者的算术平均值作为断口直径1d ，来计算其1A 。断面收缩率按下式计算：
％
1000
1
0?-=
A A A ψ
图1-6 断口移位法示意图
最后，在进行数据处理时，按有效数字的选取和运算法则确定所需的位数，所需位数后的数字，按四舍六入五单双法处理。 六、数据处理
1屈服强度ReL ，抗拉强度Rm 的计算
1.1将读取的下屈服强度负荷（屈服强度负荷）Fs 及最大负荷按下式计算出屈服强度和抗拉强度。
S F R s el =
S F R m m =
（单位：牛顿 /平方毫米）
2断后伸长率A 的测量及计算
将拉断后的试样在断裂处紧密对接在一起，使其轴线位于一条直线上，用游标卡尺测量标距两端点间的距离Lu 。
2.1 断裂位置到邻近标距端点距离大于1/3Lo 时，可直接测量两标距间的长度。
2.2确定后按下式计算断后伸长率A ：
%
1000
?-=
L L L A u
2.3短比例试样的断后伸长率以A 表示，长比例试样的断后伸长率以A11.3表示，定标距试样的断后伸长率应附以相应的角注。如Lo=100毫米，则断后伸长率以A100表示。
2.4试样断在邻近标距端点距离小于1/3Lo 时，用移位法测量计算出的值仍未达到有关技术条件规定的最小值时试验结果无效。 2.5断后伸长率测定的结果数值的修约间隔为0.5% 。 2.6断面收缩率Z 的测量及计算
2.7试样断后需测Z 指标的应测出最小面积Su ，测定方法如下：圆形试样在缩颈最小处两个相互垂直的方向上测量直径，用二者的算术平均值计算出Su ；矩形试样用缩颈处的最大宽度bu 乘以最小厚度au 求得。 2.8 断面收缩率按下式计算
%
1000
0?-=
S S S Z u
七、异常情况的处理
1试验出现下列情况之一时，试验结果无效。
a 、试样断在标点上或标距外，造成性能不合格。
b 、由于操作有误影响试验数据。
c 、试验记录有误或设备发生故障及突然停电等影响试验结果。 2试验结果无效时，要补做同样数量的试验。
3试验后观察试样若出现两个或两个以上的缩颈以及断口处有分层，气泡，夹渣，缩孔等缺陷，应注明。 八、试验记录及报告
1试验中应认真准确填写原始记录。内容应包括：试验日期、钢号、炉号、规格原始数据，试验数据。
2 根据原始数据和试验数据计算出试验结果，认真检查无误后填入原始记录中。 3及时填写试验报告。
九、安全注意事项
1试验机各联结件间应紧固，防止试验中因震动脱落。
2试验时，试验机平台上禁止放任何东西，如试样、工具等。
3试验机的电气设备应工作正常，无漏电现象，行程和限位开关灵敏可靠正常发挥作用。
4做高强度或脆性材料试验时，必须有相应的防护措施。
5 操作者要精神集中，配合协调，注意防止试验中意外事故的发生。
十、思考题
1、由拉伸试验所确定的材料机械性能数值有何实用价值？
2,、为什么拉伸试验必须采用标准试件或比例试件？材料和直径相同而长短不同的试件，它们的延伸率是否相同？
ASTM 标准：C 297/C 297M–04 夹层结构平面拉伸强度标准试验方法1 Standard Test Method for Flatwise Tensile Strength of Sandwich Constructions 本标准以固定标准号C 297/C 297M发布；标准号后面的数字表示最初采用的或最近版本的年号。带括号的数据表明最近批准的年号。上标（ ）表明自最近版本或批准以后进行了版本修改。 本标准已经被美国国防部批准使用。 1 范围 1.1 本试验方法适用于测量组合夹层壁板的夹芯、夹芯-面板胶接或者面板的平面拉伸强度。允许的夹芯材料形式包括连续的胶接表面（如轻质木材或泡沫）和不连续的胶接表面（如蜂窝）。 1.2 以国际单位（SI）或英制单位（inch–pound）给出的数值可以单独作为标准。正文中，英制单位在括号内给出。每一种单位制之间的数值并不严格等值，因此，每一种单位制都必须单独使用。由两种单位制组合的数据可能导致与本标准的不相符。 1.3 本标准并未打算提及，如果存在的话，与使用有关的所有安全性问题。在使用本标准之前，本标准的用户有责任建立合适的安全与健康的操作方法，以及确定规章制度的适用性。 2 引用标准 2.1 ASTM标准2 C 274 夹层结构术语 Terminology of Structural Sandwich Constructions D 792 置换法测量塑料的密度和比重（相对密度）的试验方法； Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement D 883 与塑料有关的术语； Terminology Relating to Plastics D 2584 固化增强树脂的灼烧损失试验方法； Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced Resins D 2734 增强塑料孔隙含量试验方法； Test Method for Void Content of Reinforced Plastics D 3039/D 3039M 聚合物基复合材料拉伸性能试验方法 Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials D 3171 复合材料的组分含量试验方法； Test Methods for Constituent Content of Composites Materials D 3878 复合材料术语； Terminology for Composite Materials D 5229/D 5229M 聚合物基复合材料的吸湿性能及平衡状态调节试验方法； 1本试验方法由ASTM的复合材料委员会D30审定，并由单层和层压板试验方法专业委员会D30.09直接负责。当前版本于2004年5月1日批准，2004年5月出版。最初出版于1952年批准，上一版本为：C 297–94(1999)，于1999年批准。 2有关的ASTM标准请访问ASTM网站https://www.doczj.com/doc/6515040447.html,，或者与ASTM客户服务@https://www.doczj.com/doc/6515040447.html,联系。ASTM标准年鉴的卷标信息，参看ASTM 网站标准文件摘要页。
实验一 金属材料的拉伸实验 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。 一．实验目的 1.测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力s σ和抗拉强度b σ。 2.测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。 3.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。 4.绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。 二．实验仪器、设备 1.电子万能试验机(或液压万能材料试验机)。 2.钢尺。 3.数显卡尺。 三、实验试样 按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。 夹持 过渡 (a) (b) 图1-1 试件的截面形式 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（l ）。标距（l 0）是待测部分的主体，其截面积为A 0。按标距（l 0）与其截面积（A 0）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。按国家标准GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表1-1。 四．实验原理 （一）塑性材料弹性模量的测试：
在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ，也叫杨氏模量。因此金属材料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。 测定材料弹性模量E 一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为： EA PL L ?= ? 若已知载荷ΔF 及试件尺寸，只要测得试件伸长ΔL 或纵向应变即可得出弹性模量E 。 ε ???=???= 1 )(000A P A L PL E 本实验采用引伸计在试样予拉后，弹性阶段初夹持在试样的中部，过弹性阶段或屈服阶段，弹性模量E 测毕取下，其中塑性材料的拉伸实验不间断。 （二）塑性材料的拉伸（低碳钢）： 图1-2所示是典型的低碳钢拉伸图。 当试样开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的曲线斜率较小，它并不反映真实的载荷—变形关系；载荷加大后，滑动消失，材料的拉伸 进入弹性阶段。 σ 1-2b 典型的低碳钢拉伸图 低碳钢的屈服阶段通常为较为水平的锯齿状（图中的B’-C 段），与最高载荷B’对应的应力称上屈服极限，由于它受变形速度等因素的影响较大，一般不作为材料的强度指标；同样，屈服后第一次下降的最低点也不作为材料的强度指标。除此之外的其它最低点中的最小值（B 点）作为屈服强度σs ： σs = A P SL 当屈服阶段结束后（C 点），继续加载，载荷—变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。若在这一阶段的某一点（如D 点）卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。此时立即再加载，则加载曲线沿原卸载曲线上升到D 点，以后的曲线基本与未经卸载的曲线重合。可见经过加载、卸载这一过程后，材料的比例极限和屈服极限提高了，而延伸率降低了，这就是冷作硬化。 随着载荷的继续加大，拉伸曲线上升的幅度逐渐减小，当达到最大值（E 点）Ｒm 后，试样的某一局部开始出现颈缩，而且发展很快，载荷也随之下降，迅速到达F 点后，试样断裂。材料的强度极限σb 为：
拉伸试验试验方法概述 - Jerry?转载引用请注明出处部分步骤图片已删除，学习和交流可联系xujianpub@https://www.doczj.com/doc/6515040447.html, 依据：GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》 工具：钢尺、剪刀、小刀、橡皮筋、设备配套引伸计、内六角扳手等，依据试验项目部分选用。 5.1 样品基本要求 样品整体要求无影响其性能的明显缺陷，如凹陷、毛刺、非圆滑过渡、形状公差过大等，否则将导致试验结果偏差。同时样品试验过程中应保持清洁，不允许表面附有任何影响试验的附着物，如油污、标签纸等，应将其去除。 具体尺寸及形状公差参照GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》附录B、附录C、附录D、附录E。 5.2 板材类尺寸参数示意
备注：尺寸参数对于不同截面形状会有变化，详细参考GB/T 228.1-2010第22页至第25页。 6.检测步骤 6.2试验准备 6.2.1 样品准备 观察样品类型与形状，是否符合步骤5中所需要求。若样品不符合要求，则需要对样品进行加工，使其尺寸要求满足步骤5。加工方式一般有车削、线切割等，对于薄铝板等可用剪刀裁剪至规定尺寸，加工需注意避免缺陷、弯折。对于同一样品，切割方向可能会影响材料的拉伸性能，需要参考具体标准规定，若无相应规定，一般切割方向为纵向。 6.2.2 尺寸测量 对满足步骤5的样品，测量每个样本尺寸参数，一般在不同位置测量3次，精确到小数点后两位，并在原始记录中记录平均值。对于板材，测量其平行长度的厚度和宽度；对于棒材，测量其平行长度的直径；对于管材，测量其外径和壁厚；对于管材的纵向切割弧形试样，测量其宽度、外径和壁厚；对于异形试样，测量并计算其横截面积。 6.2.3 原始标距刻画
实验1 高分子材料拉伸强度测定 一、实验目的 1、测定聚丙烯材料的屈服强度、断裂强度和断裂伸长，并画应力—应变曲线； 2、观察结晶性高聚物的拉伸特征； 3、掌握高聚物的静载拉伸实验方法。 二、实验原理 1、应力—应变曲线 本实验是在规定的实验温度、湿度及不同的拉伸速度下，在试样上沿轴向方向施加静态拉伸负荷，以测定塑料的力学性能。 拉伸实验是最常见的一种力学实验，由实验测定的应力—应变曲线，可以得出评价材料性能的屈服强度，断裂强度和断裂伸长率等表征参数，不同的高聚物，不同的测定条件，测得的应力—应变曲线是不同的。 结晶性高聚物的应力—应变曲线分三个区域，如图1所示。 （1）OA段曲线的起始部分，近似直线，属普弹性变形，是由于分子的键长、键角以及原子间的距离改变所引起的，其形变是可逆的，应力与应变之间服从胡克定律。即： σ=?ε 式中σ——应力，MPa； ε——应变，%； Ε——弹性模量，MP 。 A为屈服点，所对应力屈服应力或屈服强度。 （2）BC段到达屈服点后，试样突然在某处出现一个或几个“细颈”现象，出现细颈现象的本质是分子在该自发生取向的结晶，该处强度增大，拉伸时细颈不会变细拉断，而是向两端扩展，直至整个试样完全变细为止，此阶段应力几乎一变，而变形增加很大。 （3）CD段被均匀拉细后的试样，再长变细即分子进一步取向，应力随应变的增大而
增大，直到断裂点D，试样被拉断，D点的应力称为强度极限，即抗拉强度或断裂强度σ，是材料重要的质量指标，其计算公式为： σ=P/（b×d） (MPa) 式中P——最大破坏载荷，N； b——试样宽度，mm； d——试样厚度，mm； 断裂伸长率ε是试样断裂时的相对伸长率，ε按下式计算： ε=（F-G）/G×100% 式中 G——试样标线间的距离，mm； F——试样断裂时标线间的距离，mm。 三、实验设备、用具及试样 1、电子式万能材料试验机WDT-20KN。 2、游标卡尺一把 3、聚丙烯（PP）标准试样6条，拉伸样条的形状（双铲型）如图2所示。 L——总长度（最小），150mm； b——试样中间平行部分宽度，10±0.2mm； C——夹具间距离，115mm； d——试样厚度，2~10mm； G——试样标线间的距离，50±0.5mm； h——试样端部宽度，20±0.2mm； R——半径，60mm。 四、实验步骤 准备两组试样，每组三个样条，且用一种速度，A组25mm/min，B组5mm/min。 1、熟悉万能试验机的结构，操作规程和注意事项。 2、用游标卡尺量样条中部左、中、右三点的宽度和厚度，精确到0.02mm，取平均值。 3、实验参数设定 接通电源，启动试验机按钮，启动计算机； 双击桌面上“MCGS环境”进入系统主界面；分别点击“试验编号”、“试样设定”、“试样参数”、“测试项目”等按扭，设定参数。 设定试验编号；注意试验编号不能重复使用；
拉伸试验-1
拉伸实验 拉伸实验是检验材料力学性能的最基本的实验。 一、实验目的 1．了解试验设备——微机控制电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。 2．测定钢筋的屈服极限s σ、强度极限b σ、延伸率δ、断面收缩率ψ。 4．观察钢筋在拉伸过程中的各种现象，并利用自动绘图装置绘制拉伸图（P 一L ?曲线）。 二、实验设备和量具 1．量具：游标卡尺。 2．设备：WNW-10微机控制电子万能试验机。 图1-1 WNW-10微机控制电子万能试验机
下面将WNW-10微机控制电子万能试验机的构造、工作原理及操作规程介绍如下： 试验机主要用于金属材料和非金属材料的拉伸、压缩、弯曲等性能试验，除常规试验外，配备相应附件还可以进行蠕变、持久、应力松弛、低周循环试验及在高温或低温环境下拉伸性能试验。 机构与原理及特点 WDW系列电子式万能试验机，由主机、全数字测量控制系统、用户软件包、功能附件等部件组成。 主机：主机为门式预应力框架，轴向刚度高，采用圆弧同步带轮减速，滚珠丝杠副传动，传动无间隙，使试验力和变形速度精密控制得到保证；采用了双空间结构，上空间用于拉伸试验，下空间做压缩、弯曲试验。 测量控制系统：采用品牌计算机并配有Windows电子万能试验机专用软件，根据国家标准或用户提供的标准测量材料的性能参数，对试验数据进行统计和处理，输出打印各种要求的试验曲线及试验报告：可选择应力一应变、负荷一应变、负荷一时间、负荷一位移、位移一时间、变形一时间等多种试验曲线的显示、放大、比较及对试验过程的监控、智能、方便。计算机闭环控制，对试验结果自动存储，试验结果可任意存取，随时模拟再现。 三、实验原理 为了检验低碳钢（钢筋）拉伸时的机械性质，应使试件轴向受拉直至断裂，在拉伸过程中以及试件断裂后，测读出必要的特征数据（如；P S、P b、L1、）经过计算，便可得到表示材料力学性能的指标：σs、σb、δ、ψ。 d l 四、试验程序
第一节 拉伸试验的目的和意义 拉伸试验是材料力学性能试验中最常见、最重要的试验方法之一。 拉伸试验是在三个外界条件：温度、加载速度、应力状态都恒定的条件下进行的。温度条件指常温、低温、和高温。加载速度是在静载荷下进行的,应变速率一般为0.0001~0.01/s 。应力状态为单向沿轴拉伸，即简单应力状态。它具有简单易行、试样便于制备等特点。通过拉伸试验可以得到材料的基本力学性能指标，如弹性模量、屈服强度、规定非比例延伸强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率、应变硬化指数和塑性应变比等。缺口拉伸试验可以衡量材料的脆性破坏倾向。高温拉伸试验可以了解材料在高温下的失效情况；而低温拉伸试验则不但可以测定材料在低温下的强度和塑性指标，而且还可以用于评定材料在低温下的脆性。 拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制、设备的安全和评估，都有很重要的应用价值和参考价值，有些则直接以拉伸试验的结果为依据。例如：进行强度计算时，材料所受的应力应小于屈服强度，否则会因塑性变形而导致破坏。材料的强度越高，能承受的外力就越大，所用的材料也越少。又如：断后伸长率和断面收缩率大的材料，轧制和锻造的可塑性也越大，反之，可塑必就越小。此外，拉伸试验指标还和其他的力学性能指标建立了经验关系。如：热轧软钢的抗拉强度与布氏硬度之间有Rm =1/3HB 等。 我国2002年颁布了国家标准GB/T228——2002《金属材料室温拉伸试验方法》。按照金属力学性能试验方法标准体系逐步与国际接轨的方针，该标准等效采用了ISO6892：1998《金属材料室温拉伸试验》。将原GB/T228——1987《金属拉抻试验方法》、GB/T6397——1986《金属拉伸试验试样》和GB/T3076——1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》合并，不但技术内容、要求和规定采用国际标准，而且相第二章 金属材料的拉伸试验 F e H F e L F m 自 动 绘 出 的 试 验 力 延 伸 曲 线
拉伸试验测定结果的数据 处理和分析 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
拉伸试验测定结果的数据处理和分析 一、试验结果的处理 有以下情况之一者，可判定拉伸试验结果无效： （1）试样断在机械刻划的标距上或标距外，且造成断后伸长率不符合规定的最小值者。 （2）操作不当 （3）试验期间仪器设备发生故障，影响了性能测定的准确性。 遇有试验结果无效时，应补做同样数量的试验。但若试验表明材料性能不合格，则在同一炉号材料或同一批坯料中加倍取样复检。若再不合格，该炉号材料或该批坯料就判废或降级处理。 此外，试验时出现2个或2个以上的缩颈，以及断样显示出肉眼可见的冶金缺陷（分层、气泡、夹渣）时，应在试验记录和报告中注明 二、数值修约 （一）数值进舍规则 数值的进舍规则可概括为“四舍六入五考虑，五后非零应进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一”。具体说明如下： （1）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字小于5（不包括5）时，则舍去，即所拟保留的末位数字不变。 例如、将13.346修约到保留一位小数,得13.3。 （2）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字大于5（不包括5）时，则进1，即所拟保留的末位数字加1。
例如，将52. 463修约到保留一位小数，得52.5。 （3）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字等于5，其右边的数字并非全部为零时，则进1，所拟保留的末位数字加1。 例如，将2.1502修约到只保留一位小数。得2.2。 (4)在拟舍弃的数字中若左边第一个数字等于5，其右边无数字或数字皆为零碎时，所拟保留的末位数字若为奇数则进1，若为偶数（包括0）则舍弃。 例如，将下列数字修约到只保留一位小数。 修约前 0.45 0.750 2.0500 3.15 修约后 0.4 0.8 2.0 3.2 （5）所拟舍弃的数字若为两位数字以上时，不得连续进行多次修约，应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小，按上述规则一次修约出结果。 例如，将17.4548修约成整数。 正确的做法是：17.4548→17 不正确的做法是:17.455→17.46→17.5→18 （二）非整数单位的修约 试验数值有时要求以5为间隔修约。此时将拟修约的数值乘以2，按指定位数依前述进舍规则修约，然后将所得数值再除以2即可。例如：将下列数字修约到个位数的0.5单位。 拟修约数值X 乘以2 2X修约值 X修约值 30.75 61.50 62.0 30.0 30.45 60.90 61.0 30.5 三、拉伸试验的力学性能指标修约 拉伸试验测定的力学性能指标，除有特殊要求外，一般按表的要求进行修约。
抗拉强度与伸长率测试方法与设备介绍 抗拉强度与伸长率测试方法与设备介绍 抗拉强度与伸长率，是指材料在拉断前承受的最大应力值与断裂时的伸长率。通过检 测能够有效解决材料抗拉强度不足等问题。Labthink 兰光研发生产的智能电子拉力试验 机系列产品，可专业适用于塑料薄膜、复合材料、软质包装材料、塑料软管、医用敷料、 保护膜、金属箔片、隔膜、背板材料、无纺布、橡胶、纸张等产品的抗拉强度与伸长率指 标测试。 抗拉强度与伸长率方法： 试样制备：宽度15mm ，取样长度不小于 150mm ，确保标距100mm ；对材料变形率较大试样，标距不得少于50mm 。 试验速度：500±30mm/min 试样夹持：试样置于试验机两夹具中，使试样纵轴与上下夹具中心连线重合，夹具松 紧适宜。 抗拉强度（单位面积上的力）计算公式： 拉伸强度计算公式σ=F/(b×d) σ：抗拉强度（MPa ） F ：力值（N ） Labthink 兰光|包装检测仪器优秀供应商山东省济南市无影山路144号 b ：宽度（mm ） d ：厚度（mm ） 抗拉强度检测用设备——XLW(EC)智能电子拉力试验机： Labthink 兰光XLW(EC)智能电子拉力试验机专业适用于塑料薄膜、复合材料、软质包装材料、塑料软管、胶粘剂、胶粘带、不干胶、医用贴剂、保护膜、组合盖、金属箔、 隔膜、背板材料、无纺布、橡胶、纸张等产品的拉伸、剥离、变形、撕裂、热封、粘合、 穿刺力、开启力、低速解卷力、拨开力等性能测试。 XLW(EC) 是一款专业用于测试各种软包装材料拉伸性能等力学特性的电子拉力试验机；优于0.5级测试精度有效地保证了试验结果的准确性；系统支持拉压双向试验模式，试验 速度可自由设定；一台试验机集成拉伸、剥离、撕裂、热封等八种独立的测试程序，为用 户提供了多种试验项目选择；气动夹持试样，防止试样滑动，保证测试数据的准确性。 测试原理：
抗拉强度试验 [试验目的] 测试橡胶材料的抗张强度与延伸率; [试验原理] 运用马达传动螺杆而使下夹具向下移动，从而拉伸试样；结果运用LOAD CELL 力量感应器连接显示器自动显示力量值. [参考标准] 本机符合ASTM-D412 及ISO GB JIS EN等测试方法之需求。 [设备装置]拉力试验机标准斩刀 1/100mm的厚度计尺子 [操作步骤] A. 取大底割下适当试片,两面磨平到厚度为2-3mm；目前是204X153X2MM and 145X145X 4MM B. 用正确刀模斩好试片，量好试片厚度S（mm）（三点为最小值）及平行部位的宽度S0（mm）； C. 用尺子在哑铃状试片中间平行部分中心位置量出规定的长度（CNS JIS 2号取2MM，如ASTM C#取2.5MM），并画好延伸长L0距离处的平行线作为延伸率之标线； D. 打开电源，依可户要求设定好测试速度； E. 夹紧试片，按显示器归“0”，按下启动开关，开始测试； F. 测试时，用身长量测指针准确量取试片断裂时延伸长标线之间距离L（mm）； G. 试片断裂时，自动停机，荧光幕显示最大的拉力值F（Kg或N）； H. 记下延伸长及最大的拉力值； I. 关闭电源，取下试片，依公式计算抗拉强度及延长率： 抗拉强度=F/（S*S0）*100（Kg/cm2）--------（1）延伸率=(L-L0）/L0*100% -----------（2）[注意事项] 1. 本机需放于牢固平坦之地面，保重稳固； 2. 经常检查上下限设定钮位置是否通畅，是否栓紧，避免夹具互撞损及荷重元（100Kgf）； 3. 伸长量测指针不用时应推开，使指针尖端靠于左侧，以防给下夹具撞弯； 4. 刀模规格及测试速度需符合客户要求，不可乱用； a： G.R一般采用2#哑铃形刀模：长100mm x 宽25mm x 平行部分长20mm x 宽10MM b：实伦物性采用3#哑铃形刀模: 长 115MM x 宽25MM x 平行部分长33MM x 宽6MM c：W.W物性采用6#哑铃裁刀长 76MM x 宽13MM x 平行部分长 20MM x 宽4MM 5.对于同种胶料开出的试片,试片的裁取必须按胶料流动的方向及在规定统一的位置; 6.试片的宽度原则上为哑铃状试片刀模平行部分的宽度S0,但有时也需根据具体情况量取刃口内缘的实际宽度; 7：拉力计算方法：最大值*0.5+第二大*0.3+三大*0.1+最小值*0.1=拉力值 如果四个片有一个fail 拉力值取三片的平均值.[撕裂：（F拉力/B厚度）X10 KG/CM] 8：试样标准状态：测试前将试样静置于温度23±2℃相对湿度65±5﹪空气中24小时以上方可测试
实验1 拉伸试验 1． 实验目的 （1）观察拉伸过程中的各种现象（屈服、强化、缩颈、断裂）。 （2）测定低碳钢的下屈服强度R eL 、抗拉强度R m 、延伸率A 和断面收缩率Z 。 （3）测定铸铁的抗拉强度R m 。 (4）了解拉伸试验机的主要结构及使用方法。 2．实验设备、仪器 拉伸试验机（见图1-17）、游标卡尺。 3．试件 按GB ／T 228-2002的相关规定选用如图1-18所示的圆 形标准试件。本次实验试件的直径取d=10mm ，标距长度取L 0=50 mm 。 4．实验步骤 1）试件准备 将加工好的试件，用刻划机将标距L 0按 每隔10mm 刻划成5格（铸铁试件不刻）。 图1-16拉伸试验机 2）测量试件原始尺寸 用游标卡尺测量标距两端及中间（图示中的工、Ⅱ、Ⅲ） 。三个截面处的直径d 和标距L 0的实际长度，将此值填入表1-6。 3）试验机调整 根据试件所用材料的抗拉强 度理论值和横截面面积S ，预估试件的最大载荷。根据 预估值，按试验机说明书进行调整。 4） 安装试件 先将试件装夹在试验机的上夹头内，调整下夹头至适当位置，夹紧试件下端，调整好 自动绘图装置。 图1-18拉伸试样 5）加载测试 开动试验机，使之缓慢匀速加载。 6）观察与记录 注意观察力-伸长曲线，如图1-19所示。曲线上e 点以前的正比斜线为弹性变形阶段（试件初始受力时，头部在夹槽内有较大的滑动，故伸长曲线起始段为曲线）。这一阶段曲线应做匀速缓慢转动。当曲线不上升或上下波动时，说明材料出现“屈服”，此时曲线上的最低点值即为下屈服载荷F eL ，将此值填入表1-6。屈服现象结束后，曲线继续上升（上升速度由快变慢），此时进入强化阶段。曲线到达最高点b 点时曲线不再继续上升，此时数值即为最大载荷F m 。此时注意观察开 始出现“缩颈”，截面迅速减小曲线开始下降，直至z 点断裂为止，bz 阶段即为缩颈阶段。 7）测量试件最终尺寸 停机取下试件，将 断裂试件的两端对齐，用游标卡尺测量断裂后标距段 的长度L u ；测量左、右两断口（缩颈）处的直径d u 。 5．注意事项 1）测量直径时，在各截面相互垂直的两个 方向上各进行一次，取平均值。 2）铸铁试件测试时，不刻标记且只记录最大载荷F m 。 6．实验记录及数据处理（表1-6和表1-7） 表1-6 试 样 尺 寸 图1-19力-伸长曲线
钢筋试验 一、一般规定 （1）钢筋混凝土用热轧钢筋，同一公称直径和同一炉罐号组成的钢筋应分批检查和验收，每批质量不大于60t。 （2）钢筋应有出厂证明，或试验报告单。验收时应抽样作机械性能试验：拉伸试验和冷弯试验。钢筋在使用中若有脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常时，还应进行化学成分分析。验收时包括尺寸、表面及质量偏差等检验项目。 （3）钢筋拉伸及冷弯使用的试样不允许进行车削加工。试验应在20±10℃的温度下进行，否则应在报告中注明。 （4）验收取样时，自每批钢筋中任取两根截取拉伸试样，任取两根截取冷弯试样。在拉伸试验的试件中，若有一根试件的屈服点、抗拉强度和伸长率三个指标中有一个达不到标准中的规定值，或冷弯试验中有一根试件不符合标准要求，则在同一批钢筋中再抽取双倍数量的试件进行该不合格项目的复验，复验结果中只要有一个指标不合格，则该试验项目判定为不合格，整批不得交货。 （5）拉伸和冷弯试件的长度L，分别按下式计算后截取： 拉伸试件：；冷弯试件： 式中? L、——分别为拉伸试件和冷弯试件的长度（mm）； L0——拉伸试件的标距，或（mm）； h、h1——分别为夹具长度和预留长度（mm），h1＝（0.5～1）a，见图试7.1； a——钢筋的公称直径（mm）。 实训一拉伸试验 一、试验目的 测定钢筋的屈服点、抗拉强度和伸长率，评定钢筋的强度等级。 二、主要仪器设备
1.万能材料试验机示值误差不大于1％。量程的选择：试验时达到最大荷载时，指针最好在第三象限（180°～270°）内，或者数显破坏荷载在量程的50％～75％之间。 2.钢筋打点机或划线机、游标卡尺（精度为0.1mm）等。 三、试样制备 拉伸试验用钢筋试件不得进行车削加工，可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出试件原始标距，测量标距长度L0，精确至0.1mm，见图试7.1。根据钢筋的公称直径按表6.6选取公称横截面积（mm2）。 图试7.1 钢筋拉伸试验试件 a－试样原始直径；L0－标距长度；h1－取（0.5～1）a；h－夹具长度 四、试验步骤 1.将试件上端固定在试验机上夹具内，调整试验机零点，装好描绘器、纸、笔等，再用下夹具固定试件下端。 2.开动试验机进行拉伸，拉伸速度为：屈服前应力增加速度为10MPa/s；屈服后试验机活动夹头在荷载下移动速度不大于0.5L c/min，直至试件拉断。 3.拉伸过程中，测力度盘指针停止转动时的恒定荷载，或第一次回转时的最小荷载，即为屈服荷载F s（N）。向试件继续加荷直至试件拉断，读出最大荷载F b（N）。 4.测量试件拉断后的标距长度L1。将已拉断的试件两端在断裂处对齐，尽量使其轴线位于同一条直线上。 如拉断处距离邻近标距端点大于L0/3时，可用游标卡尺直接量出L1。如拉断处距离邻近标距端点小于或等于L0/3时，可按下述移位法确定L1：在长段上自断点起，取等于短段格数得B点，再取等于长段所余格数（偶数如图试7.2a）之半得C点；或者取所余格数（奇数如图试7.2b）减1与加1之半得C与C1点。则移位后的L1分别为AB+2BC或AB+BC+BC1。
及时、公正地出具有效检验数据，以维护国家、集体和公民的利益。、检验项目： 三、检验评定依据： GB/T8804-2003《管材拉伸性能测量》 四、仪器设备 1.微机电子万能试验机范围：400mm宽x 1200mm高精度：距离为0.01mm,力值1级。 2.量具精度0.01mm 3 .制样机 五、试验步骤 1.样品制备 1.从管材上取样条时不应加热或压平，样条的纵向平行于管材的轴线取样位置应符合下列的要求。 2.公称外径小于或等于63mm的管材取长度约150mm的管段。 以一条任意直线为参靠线，沿圆周方向取样。除特殊情况外，每个样品应取三个样条，以便获得三个试样（见表13）。 3.公称外径大于63mm的管材取长度为150mm的管段。 除另有规定为外，应按表13中的要求根据管材的公称外径把管段沿圆周边分成一系列样条，每块样条制取 样1片。 试样的选择时，根据不同材料制品标准的要求，选择采用冲裁或机械加工方法从样条中间部位制取试样。 4.标线是从中心点近似等距离划两条标线，标线间距离应精确到1%划标线时不得以任何方式刮伤、冲 击或施工压于试样。以避免试样受损伤。标线不应对被测试样产生不良影响，标注的线条应尽可能窄。 5.试样数量除相关标准另有规定外，试样应根据管材的公称外径按照表13中所列书目进行裁切。 6.状态调节 除生产检验或相关标准另有规定外，试样应在管材生产15 h之后测试。试验前根据试样厚度，应将试样置 于23C± 2C的环境中进行状态调节，时间不少于表14规定。 7.状态步骤 试验速度和管材的材质和壁厚有关。按产品标准或GB/T 8804.2或GB/T 8804.3的要求确定试验速度。
铝合金薄板拉伸试验规程（xzcfsygc-001） 江苏徐州财发铝热传输有限公司 江苏省交通用高性能铝合金工程研究中心 2010年7月30日
铝合金薄板拉伸试样加工和试验按GB/T 5027-1999，GB/T 5028-1999和GB/T 228-2002规定执行。 1 拉伸试样 1.1 取样 取样部位、方向和数量应符合相关产品标准要求或经双方协商确定。 1.2 试样形状 通常情况下采用图示带肩试样。通过协商，也可以采用平行边试样（不带肩试样）。 1.3 试样尺寸 1.3.1 平行长度应不小于L0+b0/2。仲裁试验时，平行长度应为L0+2b0。 1.3.2 宽度不大于20mm的不带肩试样，夹头间的自由长度应不小于L0+3b0。 表两种非比例试样的尺寸mm 1.4 试样制备 1.4.1试样毛坯必须单个切取。试样均须进行机加工以消除加工硬化影响。对于极薄试样，将切取的等宽毛坯用油纸逐片分隔，在两外侧夹上等宽度的较厚板一起加工，直至达到要求的试样。 1.4.2 试样原始标距内宽度两侧不平行度尽可能小，最大宽度与最小宽度之差不应大于标距内测量宽度平均值的0.1%（试样1为0.01mm，试样2为0.02mm）。 1.4.3 除非另有规定，试样厚度应是产品全厚度。在试样标距内，任意两处的
厚度值之差应不大于0.01mm；当厚度小于1.0mm时，应不大于公称厚度的1%。 1.4.4 试样表面不应有划伤等缺陷。 2 常规室温拉伸性能试验 常规室温拉伸性能试验指在室温下对上述试样进行拉伸试验操作，主要测定材料的抗拉强度（破断强度）、屈服强度、延伸率和断面收缩率等。 2.1 试验要求 2.1.1 试验设备的准确度 试验机应按GB/T 16825进行检验，并应为1级或优于1级准确度。 2.1.2 试验速率 （1）测定屈服极限（R eH、R eL）的试验速率。试验速率取决于材料特性。铝的拉伸弹性模量为70GPa，所以在弹性范围直至上屈服点，应力速率应为2～20MPa/s，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s～0.0025/s之间。 如试验机无能力测量或控制应变速率，直至屈服完成，应采用上述范围的等效于应力速率的试验机夹头分离速率。 （2）测定抗拉强度（R m）的试验速率。在弹性范围，如试验不包括屈服强度的测定，可以取塑性范围的最大速率；在塑性范围，平行长度的应变速率不应超过0.008/s。 2.2 试验测定 2.2.1 断后伸长率（A）和断裂总伸长率（A t）的测定 保证断后试样平行于轴向对齐，使用分辨力优于0.1mm的量具测定断后标距（L u），准确度到 0.25mm。 原则上，断裂发生在标距（b0）以内方为有效；但伸长率大于等于规定值时，不管断裂位置处于何处均为有效。 2.2.2 上屈服点（R eH）和下屈服点（R eL）的测定 （1）呈明显屈服现象的材料，应测定上屈服点（R eH）和下屈服点（R eL）。 （2）方法：可以用图解方法，直接在应力应变曲线上读取；或用指针法，即观察试验时表盘指针的回向，读取第一次回转前指示的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停止转动指示的恒定力。将其分别除以试样原始截面积即得上屈服点（R eH）和下屈服点（R eL）。 （3）计算机控制的试验机可以自动获取。 2.2.3 规定非比例延伸强度（R p）的测定 （1）不呈明显屈服现象的材料，应测定规定非比例极限强度，例如规定非比例延伸率0.2%对应的强度。
拉伸性能测试（静态） 拉伸性能测试主要确定材料的拉伸强度，为研究、开发、工程设计以及质量控制和标准规范提供数据。在拉伸测试中，薄的薄膜会遇到一定困难。拉伸试样的切边必须没有划痕或裂缝，避免薄膜从这些地方开始过早破裂。 对于更薄的薄膜，夹头表面是个问题。必须避免夹头发滑、夹头处试样破裂。任何防止夹头处试样发滑和破裂，而且不干扰试样测试部分的技术如在表面上使用薄的橡胶涂层或使用纱布等都可以接受。 从拉伸性能测试中可以得到拉伸模量、断裂伸长率、屈服应力和应变、拉伸强度和拉伸断裂能等材料性能。ASTM D 638 (通用）[4]和ASTM D 882 [5](薄膜）中给出了塑料的拉伸性能（静态）。 拉伸强度 拉伸强度是用最大载荷除以试样的初始截面面积得到的，表示为单位面积上的力（通常用MPa为单位）。 屈服强度 屈服强度是屈服点处的载荷除以试样的初始截面面积得到的.用单位面积上的力（单位MPa)表示，通常有三位有效数字。 拉伸弹性模量 拉伸弹性模量（简称为弹性模量，E)是刚性指数，而拉伸断裂能（TEB,或韧性）是断裂点处试样单位体积所吸收的总能量。拉伸弹性模量计算如下：在载荷-拉伸曲线上初始线性部分画一条切线，在切线上任选一点，用拉伸力除以相应的应变即得（单位为MPa)，实验报告通常有三位有效数字。正割模量（应力-应变间没有初始线性比值时）定义为指定应变处的值。将应力-应变曲线下单位体积能积分得到TEB，或者将吸收的总能量除以试样原有厚度处的体积积分。TEB表示为单位体积的能量（单位为MJ/m3)，实验报告通常有两位有效数字。 拉伸断裂强度 拉伸断裂强度的计算与拉伸强度一样，但要用断裂载荷，而不是最大载荷。应该注意的是，在大多数情况中，拉伸强度和拉伸断裂强度值相等。 断裂伸长率 断裂伸长率是断裂点的拉伸除以初始长度值。实验报告通常有两位有效数字。 屈服伸长率 屈服伸长率是屈服点处的拉伸除以试样的初始长度值，实验报告通常有两位有效数字。 塑料薄膜的包装产率 有一种专门的ASTM测试方法（ASTMD 4321[6])测定塑料薄膜的“包装产率”，以试样单位质量上的面积表示。在这种测试中，定义并得到标称产率(用户和供应商之间达成的目标产率值）、包装产率（按标准计算的产率）、标称厚度（用户和供应商之间达成的薄膜厚度目标值）、标称密度和测量密度等值。对于加工厂商来说包装产率值很重要，因为它决定了某种应用中一定质量的薄膜可以得到的实际包装数量。
材料的拉伸试验 实验内容及目的 （1）测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服强度s σ、抗拉强度b σ、伸长率δ和断面收缩率ψ。 （2）掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法。 实验材料及设备 低碳钢、游标卡尺、万能试验机。 试样的制备 按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 如图1所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分的试验段长度l 称为试样的标距，按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系，分为比例试样和定标距试样。圆形截面比例试样通常取d l 10=或 d l 5=，矩形截面比例试样通常取A l 3.11=或A l 65.5=，其中，前者称为长比例 试样（简称长试样），后者称为短比例试样（简称短试样）。定标距试样的l 与A 之间无上述比例关系。过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接，以保证试样断裂时的断口在平行部分。夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。
（a ） （b ） 图1 拉伸试样 （a ）圆形截面试样；（b ）矩形截面试样 实验原理 进行拉伸试验时，外力必须通过试样轴线，以确保材料处于单向应力状态。低碳钢具有良好的塑性，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段： 弹性阶段：试件的变形是弹性的。在这个范围内卸载，试样仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形。 屈服（流动)阶段：应力应变曲线上出现明显的屈服点。这表明材料暂时丧失抵抗继续变形的能力。这时，应力基本上不变化，而变形快速增长。通常把下屈服点作为材料屈服极限（又称屈服强度），即A F s s = σ，是材料开始进入塑性的标志。结构、零件的应力一旦超过屈服极限，材料就会屈服，零件就会因为过量变形而失效。因此强度设计时常以屈服极限作为确定许可应力的基础。 强化阶段：屈服阶段结束后，应力应变曲线又开始上升，材料恢复了对继续变形的抵抗能力，载荷就必须不断增长。D 点是应力应变曲线的最高点，定义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度，即A F b b = σ。对低碳钢来说抗拉强度是材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进入颈缩阶段的标志。 颈缩阶段：应力达到强度极限后，塑性变形开始在局部进行。局部截面急剧收缩，承载面积迅速减少，试样承受的载荷很快下降，直到断裂。断裂时，试样的弹性变形消失，塑性变形则遗留在破断的试样上。 材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量，单拉时的塑性指标用断后伸长率δ和断面收缩率ψ来表示。即 %1001?-= l l l δ
岩石的抗拉强度试验 一、实验目的与要求 岩石在单轴拉伸载荷作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力 称为岩石的单轴抗拉强度。通常所说的抗拉试验是指直接拉伸破坏实验。由于进行直接拉伸实验在准备试件方面要花费大量的人力、物力和时间，因此采用间接拉伸实验方法来测试岩石的抗拉强度。劈裂法是最基本的方法。 通过本实验要了解标准试件的加工机械、加工过程及检测程序，实验所用夹具的具体要求，掌握岩石单向抗拉强度的测试过程及计算方法。二、实验仪器 1.钻石机或车床，锯石机，磨石机或磨床。 2.劈裂法实验夹具，或直径2.0mm钢丝数根。 3.游标卡尺（精度0.02mm），直角尺，水平检测台，百分表架和百分表。 4.材料实验机
三、试件规格、加工精度、数量 1.试件规格 标准试件采用圆盘形5+0.6直径，厚2.5±0.2cm，也可采用5cm ×5cm×2.5cm（公?0.2cm， 差±0.2cm）的长方形试件。 2.试件加工精度、数量应符合mt44-87《煤和岩石单向抗压强度及软化系数测定方 法》中的规定 四、实验原理 图1显示的是在压应力作用下，沿圆盘直径y-y的应力分布图。在圆盘边缘处，沿y-y方向（σy）和垂直y-y（σx）方向均为压应力，而离开边缘后，沿y-y方向仍为压应力，但应力值比边缘处显著减少，并趋于平均化；垂直y-y方向变成拉应力。并在沿y-y的很长一段距离上呈均匀分布状态。虽然拉应力的值比压应力值低很多，但由于岩石的抗拉强度很低，所以试件还是由于x方向的拉应力而导致
试件沿直径的劈裂破坏，破坏是从直径中心开始，然后向两端发展，反映了岩石的抗拉强度比抗压强度要低得多的事实。 χ r/r0.5σ y y σ x x 40拉伸 160压缩 1208040图1劈裂实验应力分布示意图 五、实验内容 1.了解试件的加工机具、检测机具，规程对精度的要求及检测方法； 2.学会材料实验机的操作方法及拉压夹具的使用方法； 3.学会间
实验一金属拉伸试验 拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。 金属的力学性能可用强度极限σ b 、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ 和冲击韧度α k 五个指标来表示。它是机构设计的主要依据。在机构制造和建筑工程等许多领域，有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的抗泣强度，这就需要测定材料的性能指标是否符台要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料各种使用条件下，确定其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。 一、实验目的 1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率Ψ。铸铁的σb 。 2、观察低碳钢、铸铁在拉抻过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。 3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能，及断口形貌。 二、试验设备仪器及量具 万能材料试验机，引伸仪，游标卡尺；小直尺。 三、试件 金属材料拉伸试验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必须按国家桶准GB228—76的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下能做成标准试件时，应按规定做成比例试件。图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于板材可制成矩形截面。园形试件标距L。和直 径之比，长试件为L 0／d ＝10，以δ 10 表示，短试件为L ／d =5以δs表示。矩 形试件截面面积A 0和标距L 之间关系应为
胶粘剂拉伸强度试验标准在胶接接头受拉伸应力作用时，有三种不同的接头受力方式。 (1)拉伸应力和胶接面互相垂直，并且通过胶接面中心均匀地分布在整个胶接面上，这一应力均匀拉伸应力，又称正拉伸应力。 (2)拉伸应力分布在整个胶接面上，但力呈不均匀分布，此种情况称为不均匀拉伸。 (3)和不均匀拉伸相比，它的力作用线不是捅咕试样中心，而偏于试样的一端；它的受力面不是对称的，而是不对称的，这种拉伸叫不对称拉伸，人们有时将这一试验叫撕离试验或劈裂试验，以示和剥离相区别。 一.拉伸强度试验(条型和棒状) 拉伸强度试验又叫正拉强度试验或均匀扯离强度试验。 1.原理 由两根棒状被粘物对接构成的接头，其胶接面和试样纵轴垂直，拉伸力通过试样纵轴传至胶接面直至破坏，以单位胶接面积所承受的最大载荷计算其拉伸强度。 2.仪器设备 拉力试验机应能保证恒定的拉伸速度，破坏负荷应在所选刻度盘容量的1 0%-90%范围内。拉力机的响应时间应短至不影响测量精度，应能测得试样断裂时的破坏载荷，其测量误差不大于1%。拉力试验机应具有加载时可和试样的轴线和加载方向保持一致的，自动对中的拉伸夹具。 固化夹具，能施加固定压力，保证正确胶接和定位。 3.试验步骤 (1)试棒和试样试棒为具有规定形状，尺寸的棒状被粘物。试样为将两个试棒通过一定工艺条件胶接而成的被测件。 除非另有规定，其试棒尺寸见表8-4。其试样尺寸的选择视待测胶黏剂的强度，拉力机的满量程，试棒本身材质的强度以及试验时环境因素而定。 表8-4 圆柱形和方形试棒尺寸 试棒直径和边长a/mm 直径/ L/mm 胶接面表面粗糙
b/mm mm 度Ra/um 10±0.1 15±0.1 25±0.1 10 12 15 5 7 9 30 45 50 0.8 0.8 0.8 用于试棒加工的金属材料有45号钢，LY12CZ铝合金，铜，H62黄铜等。非金属材料有层压塑料等。层压制品试棒，其层压平面应和试棒一个侧面平行，试棒上的销孔应和层压平面垂直。 试棒的表面处理，涂胶及试样制备工艺，应符合产品标准规定。胶接好试样，以周围略有一圈细胶梗为宜，此时不必清除，若需清除余胶，则应在固化后进行。 (2)试验在正常状态下，金属试样从试样制备完毕到测试之间，最短停放时间为16h，最长为1个月，非金属试样至少停放40h。 试样应在试验环境下停放30min以上，将它安装在拉力试验机夹具上，测试其破坏负荷，对电子拉力机试验机应使试样在(60±20)s内破坏；有时对机械式拉力机则采用10mm/min拉伸速度。 4.结果评定 试验结果以5个试样拉伸强度算术平均值表示，取3位有效数字。 同时应记下每个试样的破坏类型，如界面破坏，胶层内聚破坏，被粘物破坏和混合破坏。 5.影响因素 (1)应力分析粘接接头在受到垂直于粘接面应力作用时，应力分布比受剪切应力要均匀得多，但根据理论推测和应力分布试验证实，在拉伸接头边缘也存在应力集中。为证实这一点，有人采用一定厚度的橡胶胶接在试样中以代替胶黏剂，发现试样在拉伸时，橡胶中部有明显收缩。说明在接头受正拉伸应力作用，剪切应力则集中在试样胶黏剂-空气-被粘体的三者边界处最大，也就是说在这一点上应力最集中。如果我们胶接后两半圆柱体错位大，则试样的轴线偏离了加载方向中心线，这是经常会发生的。那么，就存在有劈应力，而使边缘应力集中急剧增加。当边界应力大到一个临界值时，胶层边缘就发生开裂，裂缝迅速地扩展到整个胶接面上。从对拉伸试样的应力分布进行分析表明，胶接试件的尺寸和模量，胶层的厚度，胶黏剂的模量都影响接头边缘的应力分布系数大小，因此也必然会影响它的强度值。和拉伸剪切试样一样，加载速度和试样温度也影响拉伸强度。 (2)试样尺寸