拉伸试验常用技术指标详解

拉伸试验常用技术指标详解

拉伸实验

一、实验目的：

了解材料在受到拉力时，材料在弹性范围内及塑性范围内，抵抗伸长变形的能力及断裂的特性。

二、概论：

拉伸试验是用来测试材料在静止状态承受荷重或受到 缓慢增加负荷时的抵抗能力。试验装置简图如下：

拉伸过程中，试片两端被夹紧同时受到轴向的拉力，给果会使得试片在平行于作用力的方向产生伸长的现象。 电子式万能试验机

弹性变形与塑性变形

图1应力，应变曲线中的OP线段，是材料受拉力的初期，应力与应变呈直线关系。工程上称这种宜线关系为虎克定律。在此直线范围，当我们对试杆拖予一拉力时，构成材料的原子与原子之间的键便被拉开来，则使得试杆伸长，当我们将拉力释放棹时，原子间的键回复到原来长度，试杆便缩回到原来尺寸。

若应力继续增加到某一程度，将迫使材料内部的差排开

始运动而形成滑移（slip）的现象，则材料的塑性变形便产

生，若此时将拉力移去，由联结键伸长所造成的禅性变形仍

将回复，但由滑移所形成的变形则将永久的存在。

降伏强度（YieId Strength）

降伏强度被定义为产生徽量永久变形的应力，也就是在

此应力值下，材料内将产生明显的滑移现象。

抗拉强度（Tensile strength）

在应力一应变曲线上的最大应力值（如图1上之 U 点所示），就是材料在试验过程中承受最大荷重时之应力，即为抗扯强度。

在材料的选择以及材料的制造方面，虽然抗拉强度的重要性不如降伏强度，但在拉伸试验过程中抗拉强度的测得较为容易，因此一般文献资料较常列出材料的抗拉强度值，将

其作为材料间行为的比较和估计一些材料较不容易测量出的性质。

弹性系数（Modulus of Elasticity）

弹性系数或称为杨氏系数，就是应力-应变曲线上弹性区域的斜率，其关系满足虎克定律：

弹性系数 E =

弹性系数也代表着材料的刚性（stiffiness），刚性材料具有较高的弹性系数，意味着其原子间有较大的键给力，在弹性负荷范围内较易保持形状和尺寸。

延性（Ducitlity）

所谓延性，其定义为材料抵抗外力使不致产生破坏的最大变形量。延性的表示法有两种，第一种方法：量测试验前后试杆上标点的距离（gage distance），计算出延伸率，

（elongation）

％延伸率

：试杆在试验前的截面积

：试杆在试验后断裂面的截面积 液压万能试验机

第二种方法，测量拉伸试杆断裂处在试验前后之截面积的变化，计算出断面缩率（Reduction Aren）

断面缩率 = ％

= 试杆在试验前之截面积

= 试杆在试验后断裂面之截面积

三、仪器设备与材料

电子式万能试验机

光标卡尺

铝片

PP

PP复合材料

四、实验步骤：

试片之准备

使用切割器或模具刀将试片切成所需之形状，并以光标尺量测其实际尺寸。试片形状如图2所示。

试验机测试

1．开机并暖机约20分钟。

2．还定适当之荷重（Load Cell）及夹头。

3．校正仪器夹头。（此时夹头放空）

4．进入程序中并还定Sample lD 及设定测试方法。

5．输入参数（包括尺寸）。

6．将试片置于夹头中并旋紧（紧度适中即可）。

7．开始测试（Run）。

8．记录结果后退出程序，关机。

Note：试片断裂后，必须先将试片取下才可让夹头回到原 处。

五、给果与讨论：

1. 分别列出各材料之禅性系数、抗拉强度、降伏强度（降伏点）、及其变形量？

2. 试比较不同材料之拉伸特性有何差异？

3. 材料特性对拉伸试验所可能造成之影响为何