拉伸模量试验机

看看比较冷清啊，开个讨论帖，研究下如题的问题。最近做弹性模量，发现用万能试验机（5000N负荷传感器，精度0.1%FS）得出的结果千奇百怪。弯曲弹性模量还好，只是数值一般都比较偏低点，跟原材料的官方数据有些差距，这个暂且不提，关键是拉伸弹性模量，同样的材料（HDPE，中东进口）同一时间用同样的试验条件压的板，取样在试验环境下状态调节24h，然后做拉伸试验（之前的拉伸速度是50mm/min，现在为75mm/min），发现得出的弹性模量从700MPa-2000MPa不等（官方数据900MPa），尤为离谱的是几次做出来的数据居然是-2000MPa~-3000MPa，试验状态和图线都很正常，所以这个结果显得非常诡异。猜测1：因为国标规定的拉伸弹性模量的试验速度为接近每分钟1%标距（本试验标距50mm），速度应该接近0.5mm/min，这样的速度可以使HDPE取向结晶的过程尽可能的平稳，而且弹性模量要求取应变为0.05%和0.25%的应力值，速度过大导致这个范围一瞬而过，导致数据很不稳定。这个猜测看来是可能性最大的，但是目前没有时间去实践下，也不知道拉伸速度会不会有这么大影响会直接导致试验结果与实际值相差几倍。猜测2：负荷传感器漂移导致了在弹性模量的有效区间线性模拟的斜率为负值，这个主要考虑弹性模量出现负值的情况。猜测3：实验数据处理软件的线性模拟功能比较操蛋，哈哈，这个纯属恶意猜测了。欢迎大家踊跃发言讨论啊，看看还有什么没有考虑到的地方。

（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]

抗拉强度（tensile strength）抗拉强度计算公式抗拉强度（ бb ）指材料在拉断前承受最大应力值。抗拉强度（tensile strength）拉力机，拉力试验机，万能材料试验机测试定义：试样拉断前承受的最大标称拉应力。抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为RM，单位为MPA。试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度或者强度极限（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：σ=Fb/So式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。抗拉强度（ Rm）指材料在拉断前承受最大应力值。当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。单位:N/mm2(单位面积承受的公斤力)抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定! 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。单位:kn/mm２（单位面积承受的公斤力）抗拉强度：extensional rigidity.抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定!拉伸强度（1） 在拉伸试验中，试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度，其结果以MPa表示。有些错误的称之为抗张强度、抗拉强度等。（2） 用仪器测试样拉伸强度时，可以一并获得拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等数据。（3） 拉伸强度的计算：σt = p /（ b×d）式中，σt为拉伸强度（MPa）；p为最大负荷（N）；b为试样宽度（mm）；d为试样厚度（mm）。注意：计算时采用的面积是断裂处试样的原始截面积，而不是断裂后端口截面积。弯曲强度：材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力，用公斤/厘米2表示杆件在受弯时其断面的上部是受压区,而下面是受拉区.以矩形匀质断面为例,受压、受拉区的最外沿的强度就叫做弯曲强度。它与弯矩成正比与断面模数成反比。目前国内测量弯曲强度比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，万能材料试验机等来进行材料弯曲强度的测定!可由下公式表示：σ=KM/W 其中K为安全系数，M为弯矩，W就是断面模数，不同的断面就有不同的断面模数可在材料力学手册中查到。一般材料的抗弯强度，采用三点抗弯。R=(3F*L)/(2b*h*h)F—破坏载荷L—跨距b—宽度h—厚度屈服强度拉力机，拉力试验机，万能材料试验机材料拉伸的应力-应变曲线yield strength是材料屈服的临界应力值。（1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是在屈服点在应力（屈服值）；（2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的永久形变）时的应力。通常用作固体材料力学机械性能的评价指标，是材料的实际使用极限。因为材料屈服后产生颈缩，应变增大，使材料失去了原有功能。当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度（σs或σ0.2）。有些钢材（如高碳钢）无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形（0.2％）时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yield strength）。首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销不能恢复原来形状，形状发生变化）目前国内测量屈服强度比较普遍的方法是采用上海发瑞仪器的拉力机，拉力试验机，万能材料试验机等来进行材料屈服强度的测定!屈服强度的计算公式：σ=F/S，其中σ为屈服强度，单位为“帕”，对塑性材料来讲F为材料屈服时所受的最小的力，单位为“牛”，对脆性材料来讲F为材料发生塑性变形量为原长的0.2%时所受的力，单位还是：“牛”，S为受力材料的横截面积，单位为“平方米”。拼音:tanxingmoliang英文名称：Elastic Modulus，又称 Young 's Modulus（杨氏模量）定义：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。单位：达因每平方厘米。意义：弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。说明:又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性t变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示，单位为牛/米^2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用G表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用K表示。模量的倒数称为柔量，用J表示。拉伸试验中得到的屈服极限бb和强度极限бS ，反映了材料对力的作用的承受能力，而延伸率δ 或截面收缩率ψ，反映了材料缩性变形的能力，为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度，在实际工程结构中，材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的，这是因为一旦零件按应力设计定型，在弹性变形范围内的服役过程中，是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单为应变的负荷为该零件的刚度，例如，在拉压构件中其刚度为：式中 A0为零件的横截面积。由上式可见，要想提高零件的刚度E A0,亦即要减少零件的弹性变形，可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积，刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性，对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此，构件的理论分析和设计计算来说，弹性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。在弹性范围内大多数材料服从胡克定律，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。弹性模量 在比例极限内，材料所受应力如拉伸，压缩，弯曲，扭曲，剪切等）与材料产生的相应应变之比，用牛/米^2表示 。弹性模量：材料的抗弹性变形的一个量，材料刚度的一个指标。它只与材料的化学成分有关，与其组织变化无关，与热处理状态无关。各种钢的弹性模量差别很小，金属合金化对其弹性模量影响也很小。弹性模量计算公式E=（ΔF/S0)/(Δ1/Le1),简化就是E=（ΔF*Le1）/（S0*Δ1)其中，ΔF——应力(一般是0.5MPa到1/3轴向极限力的差值）Le1——测量标距（一般15cm）S0——混凝土试块承压面积（注意15*15cm和10*10cm是不一样的）Δ1——应变(一般是0.5MPa到1/3轴向极限力之间的变形）