材料拉力試驗機的基本定律_歸納總結

 

 

 

一切的材料拉力試驗機設備都是由各種不同性能的材料構成，它們在使用中會(huì )受到各種各樣的外力作用，自然就會(huì )產(chǎn)生各種各樣的變形，，但這種變形必須被限制在彈性范圍之內，否則產(chǎn)品的形狀將會(huì )發(fā)生永久變化，影響繼續使用，設備的形狀也將發(fā)生變化，輕則造成加工零部件精度等級下降，重則造成零部件報廢，產(chǎn)生重大的質(zhì)量事故。那么如何確保變形是在彈性范圍內呢？

 

任何的材料在受到外力作用時(shí)都會(huì )產(chǎn)生變形。在受力的初始階段，一般來(lái)說(shuō)這種變形與受到的外力基本成線(xiàn)性的比例關(guān)系，這時(shí)若外力消失，材料的變形也將消失，恢復原狀，這一階段通常稱(chēng)為彈性階段，物理學(xué)中的虎克定律，就是描述這一特性的基本定律。但當外力增大到一定程度后，變形與受到的外力將不再成線(xiàn)性比例關(guān)系，這時(shí)當外力消失后，材料拉力試驗機的變形將不能完全消失，外型尺寸將不能完全恢復到原狀，這一階段稱(chēng)為塑性變形階段。

由于材料種類(lèi)繁多，性能差異很大，彈性階段與塑性階段的過(guò)渡情況很復雜，通過(guò)和殘余應力等指標作為材料彈性階段與塑性階段的轉折點(diǎn)的指標來(lái)反應材料的過(guò)渡過(guò)程的性能，其中屈服點(diǎn)與非比例應力是最常用的指標。雖然屈服點(diǎn)與非比例應力同是反應材料彈性階段與塑性階段“轉折點(diǎn)”的指標，但它們反應了不同過(guò)渡階段特性的材料的特點(diǎn)，因此它們的定義不同，求取方法不同，所需設備也不完全相同。因此筆者將分別對這兩個(gè)指標進(jìn)行分析。本文首先分析屈服點(diǎn)的情況：

 從上面的描述，可以看出準確求取屈服點(diǎn)在材料力學(xué)性能試驗中是非常重要的，在許多的時(shí)候，它的重要性甚至大于材料的極限強度值（極限強度是所有材料力學(xué)性能必需求取的指標之一），然而非常準確的求取它，在許多的時(shí)候又是一件不太容易的事。它受到許多因素的制約，歸納起來(lái)有：

1、夾具的影響；

2、試驗機測控環(huán)節的影響；

3、結果處理軟件的影響；

4、試驗人員理論水平的影響等。

這其中的每一種影響都包含了不同的方面。下面逐一進(jìn)行分析

一、 試驗機測控環(huán)節的影響

試驗機測控環(huán)節是整個(gè)試驗機的核心，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，目前這一環(huán)節基本上采用了各種電子電路實(shí)現自動(dòng)測控。由于自動(dòng)測控知識的深奧，結構的復雜，原理的不透明，一旦在產(chǎn)品的設計中考慮不周，就會(huì )對結果產(chǎn)生嚴重的影響，并且難以分析其原因。

二、 夾具的影響

這類(lèi)影響在試驗中發(fā)生的機率較高，主要表現為試樣夾持部分打滑或試驗機某些力值傳遞環(huán)節間存在較大的間隙等因素，它在舊機器上出現的概率較大。由于材料拉力試驗機在使用一段時(shí)間后，各相對運動(dòng)部件間會(huì )產(chǎn)生磨損現象，使得摩擦系數明顯降低，最直觀(guān)的表現為夾塊的鱗狀尖峰被磨平，摩擦力大幅度的減小。當試樣受力逐漸增大達到最大靜摩擦力時(shí)，試樣就會(huì )打滑，從而產(chǎn)生虛假屈服現象。如果以前使用該試驗機所作試驗屈服值正常，而現在所作試驗屈服值明顯偏低，且在某些較硬或者較脆的材料試驗時(shí)現象尤為明顯，則一般應首先考慮是這一原因。這時(shí)需及時(shí)進(jìn)行設備的大修，消除間隙，更換夾塊。