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材料力學(xué)性能又稱(chēng)機械性能,任何材料受力后都要產(chǎn)生變形,變形到一定程度即發(fā)生斷裂。這種在外載作用下材料所表現的變形與斷裂的行為叫力學(xué)行為,它是由材料內部的物質(zhì)結構決定的,是材料固有的屬性。
—— 材料力學(xué)性能試驗簡(jiǎn)介 ——
1、拉伸實(shí)驗
拉伸試驗是其中一種最常用的試驗方法,用于測定試樣在受到軸向拉伸載荷后的行為。這些試驗類(lèi)型可在室溫或受控(加熱或制冷)條件下進(jìn)行,以確定材料的拉伸性能。
適用材料:
金屬、塑料、彈性體、紙張、復合材料、橡膠、紡織品、粘合劑、薄膜等。
常見(jiàn)的拉伸試驗結果:
最大載荷 | 最大載荷下的撓度 |
最大載荷做功 | 剛度 |
斷裂載荷 | 斷裂時(shí)的形變 |
斷裂做功 | 弦斜率 |
應力 | 應變 |
楊氏模量 |
試驗儀器:萬(wàn)能試驗機,高速試驗機等
部分測試標準:
GB/T 6397-1986《金屬拉伸試驗試樣》
ASTM D3039-76用于測定高模量纖維增強聚合物復合材料面內拉伸性能
ASTM D638用于測定試件的拉伸強度和拉伸模量
2、壓縮試驗
壓縮試驗是一種常用于測定材料的壓縮負載或抗壓性的試驗方法,同時(shí)也用于測定材料在受到一個(gè)特定的壓縮負載并保持一段設定時(shí)間后的恢復能力。壓縮試驗用于測定材料在加載下的行為。此外也可測定一段時(shí)間內材料在(恒定或遞增)載荷下可承受的最大應力。
適用材料:
金屬、塑料、彈性體、紙張、復合材料、橡膠、紡織品、粘合劑、薄膜等。
試驗儀器:萬(wàn)能試驗機,高速試驗機、壓縮試驗機等
圖二 壓縮實(shí)驗演示
注意事項:
(1)壓縮試驗主要適用于脆性材料,如鑄鐵、軸承合金和建筑材料等;
(2)對于塑性材料,無(wú)法測出壓縮強度極限,但可以測量出彈性模量、比例極限和屈服強度等。
部分測試標準
GB/T7314-2005《金屬壓縮實(shí)驗試樣》
ASTM D3410-75(剪切荷載法測定帶無(wú)支撐標準截面的聚合體母體復合材料壓縮特性的試驗方法)
GB/T7314-2005《金屬材料室溫壓縮試驗方法》
3、彎曲試驗
彎曲試驗材料機械性能試驗的基本方法之一,測定材料承受彎曲載荷時(shí)的力學(xué)特性的試驗。
適用材料:多種不同的材料,包括金屬、塑料、木材、層壓板、刨花板、清水墻、瓷磚和玻璃等。
試驗儀器:萬(wàn)能試驗機,高速試驗機
圖三 彎曲試驗
應用范圍:主要有三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲兩種加載荷方式,
測定灰鑄鐵的抗彎強度
測定硬質(zhì)合金的抗彎強度
測量陶瓷材料、工具鋼的抗彎強度
檢測和比較表面熱處理層的質(zhì)量和性能
檢測材料在受彎曲載荷下作用下的性能
部分測試標準:
ASTM D7624用于測定聚合物基復合材料的彎曲剛度與強度性能
GB/T232-2010《金屬材料彎曲試驗方法》
4、剪切試驗
剪切強度是指材料承受剪切力的能力,指外力與材料軸線(xiàn)垂直,并對材料呈剪切作用時(shí)的強度極限。
適用材料:多種材料,高分子,復合材料,金屬,木材,陶瓷,玻璃,等等
試驗儀器:萬(wàn)能試驗機,微小強度試驗機等
操作方法:將萬(wàn)能試驗機彎曲、壓縮輔具拆下,安裝剪切輔具,試驗軟件中選擇 剪切試驗標準,然后像做彎曲試驗時(shí)一樣操作。
部分測試標準:
ASTM D5379適用大部分的纖維增強型復合材料。
GB/T 18747.2-2002 厭氧膠粘劑剪切強度的測定(軸和套環(huán)試驗法)
GB/T 10007-2008 硬質(zhì)泡沫塑料 剪切強度試驗方法
GB/T 3903.21-2008 鞋類(lèi) 粘扣帶試驗方法 反復開(kāi)合前后的剪切強度
GB/T 7124-2008膠粘劑 拉伸剪切強度的測定(剛性材料對剛性材料)
5、沖擊試驗
沖擊試驗一般是確定軍用、民用設備在經(jīng)受外力沖撞或作用時(shí)產(chǎn)品的安全性、可靠性和有效性的一種試驗方法。
適用材料:多種材料,高分子,復合材料,金屬,木材,陶瓷,玻璃,紡織品等等
試驗儀器:沖擊試驗機(擺錘式和落錘式) :手動(dòng)沖擊試驗機、半自動(dòng)沖擊試驗機、全自動(dòng)沖擊試驗機。
圖五 沖擊試驗過(guò)程
常用技術(shù)指標:峰值加速度、脈沖持續時(shí)間、速度變化量(半正弦波、后峰鋸齒波、梯形波)和波形選擇。
部分測試標準:
ISO 179-1-2010塑料.擺式?jīng)_擊性能的測定.
GB/T 17599-1998 防護服用織物 防熱性能 抗熔融金屬滴沖擊性能的測定
GB/T 15231.5-1994 玻璃纖維增強水泥性能試驗方法 抗沖擊性能
GB/T 14152-2001 熱塑性塑料管材耐性外沖擊性能
GB/T 21239-2007 纖維增強塑料層合板沖擊后壓縮性能試驗方
BS EN 950-1999 門(mén)扇.耐堅硬物體沖擊性能的測定
DIN ISO 2747-1999 瓷釉和搪瓷.搪瓷烹調器具.耐熱沖擊性能的測定
GB/T 3917.1-2009 紡織品織物撕破性能
BS EN ISO 6603-1-2000塑料 硬質(zhì)塑料沖孔性能的測定
6、疲勞試驗
疲勞試驗用以測定材料或結構疲勞應力或應變循環(huán)數的過(guò)程。疲勞是循環(huán)加載條件下,發(fā)生在材料某點(diǎn)處局部的、永久性的損傷遞增過(guò)程。
適用材料:多種材料,包括高分子,復合材料,金屬等
試驗儀器:電液伺服疲勞試驗機等
圖六 汽車(chē)零件疲勞試驗
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