深圳三思電子萬能試驗機的拉伸試驗屈服強度分析
拉伸試驗
1.1.1什么是拉力試驗機的拉伸試驗
拉力試驗機的拉伸試驗是標準拉伸試樣在靜態(tài)軸向拉伸力不斷作用下以規(guī)定的拉伸速度拉至斷裂,并在拉伸過程中連續(xù)記錄力與伸長量,從而求出其強度判據(jù)和塑性判據(jù)的力學性能試驗。
強度指標:彈性極限、屈服強度、抗拉強度;
塑性指標:斷后伸長率、斷面收縮率。
1.1.2 拉力機拉伸概念
拉力機應力:應力是在它所作用面積上的力,用N/mm2表示,在米制單位中,用千帕(kPa)或兆帕(MPa)表示。
應變:是被測試材料尺寸的變化率,它是加載后應力引起的尺寸變化。由于應變是一個變化率,所以它沒有單位。
原始標距(Lo):施力前的試樣標距。
斷后標距(Lu):試樣斷裂后的標距。
平行長度(Lc):試樣兩頭部或兩夾持部分(不帶頭試樣)之間平行部分的長度。
斷后伸長率(A):是斷后標距的殘余伸長(Lu-Lo)與原始標距(Lo)之比的百分率。
斷面收縮率(Z):斷裂后試樣橫截面積的最大縮減量(So-Su)與原始橫截面積(So)之比的百分率。
最大力(Fm):試樣在屈服階段之后所能抵抗的最大力。
屈服強度:當金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時,在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應力點。
上屈服強度:試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最高應力。
下屈服強度:在屈服期間,不計初始瞬時效應時的最低應力。
1.1.3 拉力機拉伸應力-應變曲線
以低碳鋼的拉伸應力—應變曲線為例。
OB—彈性階段,BC—屈服階段
CD—強化階段,DE—頸縮階段
試樣在各階段變化的示意圖
彈性階段
金屬材料在彈性變形階段,其應力和應變成正比例關系,符合胡克定律,即 σ= E·ε,其比例系數(shù)E稱為彈性模量。
彈性極限σp與比例極限σe非常接近,工程實際中近似地用比例極限代替彈性極限。
屈服階段
屈服強度:當金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時,在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應力點,應區(qū)分上屈服強度和下屈服強度。通常把下屈服點對應的應力值稱為屈服強度。
強化階段
經(jīng)過屈服階段后,曲線從C點又開始逐漸上升,說明要使應變增加,必須增加應力,材料又恢復了抵抗變形的能力,這種現(xiàn)象稱作強化,CD段稱為強化階段(加工硬化)。
曲線最高點所對應的應力值記作,稱為材料的抗拉強度(或強度極限),它是衡量材料強度的又一個重要指標。 強度極限是材料在整個拉伸過程中所能承受的最大拉力。