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在機(jī)械制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)或工程規(guī)劃時(shí),必須優(yōu)先考慮所用材料的力學(xué)性能。能夠準(zhǔn)確測(cè)定材料力學(xué)性能的材料試驗(yàn)機(jī)是確保各種建筑、設(shè)備、機(jī)器、車船、橋梁和結(jié)構(gòu)物合理設(shè)計(jì)與安全運(yùn)行的重要測(cè)試設(shè)備。
今天【科準(zhǔn)測(cè)控】小編從以下兩個(gè)方面給大家介紹材料的力學(xué)性能定義及材料拉力試驗(yàn)機(jī)如何選擇可以避免踩坑,一起往下看吧!
一、材料的力學(xué)性能
1. 材料的力學(xué)性能又稱材料的機(jī)械性能,是指材料在各種不同工作情況(負(fù)荷、扭矩、速度、溫度等)下,從開(kāi)始受力(靜力或動(dòng)力)至破壞的全部過(guò)程中所呈現(xiàn)的力學(xué)特征,如彈性、塑性、強(qiáng)度、剛度、硬度、沖擊韌性、延伸性、持久極限和蠕變等。
2. 在GB/T7406.1-1994《試驗(yàn)機(jī)術(shù)語(yǔ)材料試驗(yàn)機(jī)》中,這些不同力學(xué)特性都有確切的名詞與定義,其中主要名詞有:
(1) 彈性—材料恢復(fù)變形的能力。
(2) 塑性—材料保留變形的能力。
(3) 強(qiáng)度—在外力作用下,材料抵抗各種變形和破壞的能力。強(qiáng)度是力學(xué)性能中主要的性能。根據(jù)不同的試驗(yàn)方法可以得出不同的強(qiáng)度值。常見(jiàn)的有抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗扭強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、疲勞極限、蠕變極限、持久極限等。
(4) 彈性模量—在靜態(tài)力作用下,試樣的應(yīng)力與應(yīng)變成比例關(guān)系(符合虎克定律)的比值。承受拉力或壓力時(shí)試樣的彈性模量稱為“楊氏模量",承受剪力或扭力時(shí)試樣的彈性模量稱為“剪切彈性模量"。彈性模量是材料抵抗彈性變形的性能指標(biāo),在工程技術(shù)上常稱為“材料的剛度"。剛度的倒數(shù)通常稱為“柔度"。(5)硬度—材料在不大的體積內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形、劃痕或破裂等一種或多種作用同時(shí)發(fā)生的能力。根據(jù)不同的試驗(yàn)方法可以得出不同的硬度值。
(5) 沖擊韌性—在沖擊力作用下,試樣一次沖斷時(shí)單位橫截面上所消耗的沖擊功。(7)疲勞極限—材料承受無(wú)限多次循環(huán)應(yīng)力作用,而不發(fā)生疲勞斷裂的最大應(yīng)力。(8)持久極限—又稱蠕變斷裂強(qiáng)度。在規(guī)定溫度下,試樣按規(guī)定時(shí)間破壞的應(yīng)力。(9)蠕變—材料在規(guī)定溫度下承受恒定力的作用,其塑性變形隨時(shí)間增加的現(xiàn)象。(10)塑性變形—承受力的材料卸除力后的殘余變形。
(11) 應(yīng)力松弛—在給定的恒定總應(yīng)變條件下,試樣所受應(yīng)力隨時(shí)間減小的現(xiàn)象。
科準(zhǔn)測(cè)控材料拉力試驗(yàn)機(jī)
一、材料拉力試驗(yàn)機(jī)怎么選?
1. 正確選擇拉力試驗(yàn)機(jī)的類型
(1) 上述材料的各項(xiàng)性能指標(biāo),均通過(guò)相關(guān)的拉力試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)得到。
因此,首先需要根據(jù)材料檢測(cè)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容選擇合適的拉力試驗(yàn)機(jī)類型。如果檢測(cè)的產(chǎn)品指標(biāo)單一,應(yīng)該選擇功能單一的拉力試驗(yàn)機(jī),如檢測(cè)橡膠的抗拉強(qiáng)度可以選擇橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)(或電子式拉力試驗(yàn)機(jī)或機(jī)械式拉力試驗(yàn)機(jī));檢測(cè)水泥抗壓強(qiáng)度可以選擇水泥壓力試驗(yàn)機(jī)。
同樣,如果是檢測(cè)材料的“抗扭強(qiáng)度"或“剪切彈性模量",可以選擇扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī);檢測(cè)材料的“沖擊韌性",就應(yīng)該選擇擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī);檢測(cè)材料在高溫條件下的蠕變特性就選擇高溫蠕變材料試驗(yàn)機(jī);而檢測(cè)材料的持久強(qiáng)度極限則需要選擇使用持久強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)。
選擇單一功能試驗(yàn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)。當(dāng)僅限于檢測(cè)材料單一力學(xué)性能時(shí),單功能試驗(yàn)機(jī)是比較好的。
(2) 并不是材料的所有單項(xiàng)“力學(xué)性能"都有對(duì)應(yīng)功能的單功能試驗(yàn)機(jī)可供選擇。如材料的“彈性"、“塑性"可以通過(guò)正確的試驗(yàn)方法(如分析試驗(yàn)曲線)來(lái)解決。
材料的“剪切強(qiáng)度"及“彎曲強(qiáng)度"等性能的檢測(cè),則需要通過(guò)配置附件來(lái)增加試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)功能。顯然,通過(guò)配置附件增加試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)功能肯定比定制一臺(tái)專用設(shè)備劃算得多。
一般萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)及配套附件可以用于進(jìn)行剪切試驗(yàn);壓力試驗(yàn)機(jī)及配套附件可以用于進(jìn)行彎曲試驗(yàn);拉力試驗(yàn)機(jī)及配套附件可以用于進(jìn)行剝離試驗(yàn)。
(3) 當(dāng)試驗(yàn)項(xiàng)目較多時(shí),選擇多功能(或多用途)試驗(yàn)機(jī)就比較合適,如某建筑工程實(shí)驗(yàn)室既需要進(jìn)行鋼筋的拉伸試驗(yàn)又需要進(jìn)行混凝土試樣的抗壓試驗(yàn),可以選擇萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。
(4) 當(dāng)試驗(yàn)項(xiàng)目較多且同時(shí)試驗(yàn)的項(xiàng)目不止1個(gè)時(shí),應(yīng)該選擇復(fù)合試驗(yàn)機(jī),如對(duì)橡膠支座進(jìn)行壓剪性能檢測(cè)的橡膠支座壓剪試驗(yàn)機(jī)。其他復(fù)合試驗(yàn)機(jī)依試驗(yàn)項(xiàng)目不同分別有沖扭試驗(yàn)機(jī)、沖拉試驗(yàn)機(jī)和三軸圍壓試驗(yàn)機(jī)等。需要注意復(fù)合試驗(yàn)機(jī)各檢測(cè)項(xiàng)目之間是受技術(shù)規(guī)范要求制約的,不是將不同功能的裝置組裝在一起就行。
2. 試驗(yàn)機(jī)技術(shù)指標(biāo)的確定
不同類型或性能的材料應(yīng)遵循相關(guān)的國(guó)家或行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制造和檢驗(yàn),問(wèn)題是相同的材料機(jī)械性能,其指標(biāo)參數(shù)也存在巨大差異。以抗拉強(qiáng)度為例,一根紗線的抗拉力僅僅只有兒牛頓,一塊厚鋼板的抗拉力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)幾兆牛,比例高達(dá)十萬(wàn)倍以上。正確選擇拉力機(jī)類型后,第二步需要根據(jù)材料的指標(biāo)范圍和技術(shù)要求來(lái)確定試驗(yàn)機(jī)的規(guī)格、量程和準(zhǔn)確度等級(jí)或技術(shù)指標(biāo)。
(1) 選擇合適的試驗(yàn)機(jī)規(guī)格
檢測(cè)單一的材料產(chǎn)品,可以根據(jù)該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或該產(chǎn)品試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)確定試驗(yàn)機(jī)規(guī)格和測(cè)量范圍。以混凝土材料為例:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》規(guī)定的圓柱體和立方體試件按抗壓強(qiáng)度劃分的抗壓強(qiáng)度等級(jí)及試驗(yàn)力對(duì)照表如表1所示。
(2) 目前,國(guó)家僅將部分試驗(yàn)機(jī)列入了依法管理的計(jì)量器具目錄,許多專用試驗(yàn)機(jī)和試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備不受國(guó)家計(jì)量行政主管部門監(jiān)管。這部分拉力試驗(yàn)機(jī)除了選型和確定技術(shù)指標(biāo)外,千萬(wàn)不能忽略拉力試驗(yàn)機(jī)的量值溯源問(wèn)題。因?yàn)槔υ囼?yàn)機(jī)屬于計(jì)量器具,使用拉力試驗(yàn)機(jī)就必須進(jìn)行檢定或者校準(zhǔn)。但下列問(wèn)題還是常見(jiàn)的:
①由于拉力試驗(yàn)機(jī)制造商不專業(yè),常見(jiàn)的一個(gè)情況是將工作測(cè)力儀標(biāo)定后安裝在設(shè)備上就作為專用拉力試驗(yàn)機(jī)出售了,這種拉力試驗(yàn)機(jī)雖然可以用于材料檢測(cè),卻無(wú)法對(duì)其進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn),這種拉力試驗(yàn)機(jī)沒(méi)有預(yù)留安放檢定或校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器的空間,往往也不具備逐漸施加試驗(yàn)力的功能。
②在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中,客戶有需求,拉力試驗(yàn)機(jī)制造商肯定有響應(yīng),當(dāng)所選拉力試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度級(jí)別優(yōu)于國(guó)家計(jì)量技術(shù)法規(guī)規(guī)定的zui高級(jí)別時(shí),客戶其實(shí)是沒(méi)有辦法對(duì)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)收的。除了科研項(xiàng)目的需要,一般不建議購(gòu)買這樣的非標(biāo)設(shè)備。
以上就是【科準(zhǔn)測(cè)控】小編給大家介紹關(guān)于材料力學(xué)性能測(cè)試的原理以及材料拉力試驗(yàn)機(jī)要怎樣選擇不踩雷,內(nèi)容十分詳細(xì),希望對(duì)大家能有所幫助!科準(zhǔn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)還準(zhǔn)備了很多資料,例如:材料拉力試驗(yàn)機(jī)量程選擇原則、圖片、操作規(guī)程、故障、檢定規(guī)程等,如果你也想了解,可以直接聯(lián)系我們獲取資料!
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