常规力学性能标准试样尺寸 拉伸 压缩 冲击
第8章 材料在拉伸和压缩时的力学性能
• 例 图中AB为d＝10mm的圆截面钢杆，从 AB杆的强度考虑，此结构的许可荷载[F ]＝ P 6.28kN。若AB杆的强度安全系数n＝1.5，试 求材料的屈服极限。
A
F NAB
N AB
O 30
B
F NBC F P
N BC
C
F P P
解：受力分析，以B点为研究对象
å F x = 0 ,
o F BC - F AB cos 30 = 0 N N
å F y = 0 ,
可得：
o F AB sin 30 - F = 0 N P
F AB = 2 P , F BC = 3 P F F N N
[ P 以AB杆考虑，当F ＝[ F ]时， [F AB ] = 2 F ] N P P
3 4
O
Dl
• 应力应变图
• 四个阶段
– （１）弹性阶段 – （２）屈服阶段 – （３）强化阶段 – （４）局部颈缩阶段
(1) 低碳钢拉伸的弹性阶段 (OB段)
材料的变形是弹性变形，若在此阶段内卸载，变 形可完全消失。 1、OA – 线弹性阶段
s 比例极限 p
解：求正应力
F 4 F s = = 2 = 127 3 MPa . A pd
注意：此处为名义正应力
应力低于材料的比例极限，在线弹性阶段
Dl e = = 6 07 ´ 10 4 . l
s E = = 210 GPa e
Dd e ¢ = = -1 7 ´ 10 4 . d e¢ n= = 0 28 .
s = E e
2、AB－微弯段
E = tg a
s 弹性极限 e
力学性能指标
力学性能指标：拉伸强度、断裂伸长率、硬度、弹性模量、冲击强度。
影响力学性能的因素：温度、拉伸速度、环境介质、压力等。
弹性变形特点:可逆变形虎克定律弹性变形量很小，一般不超过0.5%-1% 材料的弹性模量主要取决于结合键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大共价键的弹性模量最高.弹性比功：又称弹性比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。
循环韧性的意义:循环韧性越高，机件依靠自身的消振能力越好，所以高循环韧性对于降机器的噪声，抑制高速机械的振动，防止共振导致疲劳断裂意义重大金属材料常见的塑性变形方式滑移和孪生金属应变硬化机理与高分子应变硬化机理的区别:金属机理：位错的增殖与交互作用导致的阻碍高分子机理：发生应变诱导结晶、分子链接近最大伸长韧性断裂：金属断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断消耗能量。
脆性断裂：突然发生断裂，基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因此危害性很大。
α值越大，表示应力状态越“软”，金属越易于产生塑性变形和韧性断裂。
α值越小，表示应力状态越“硬”，金属越不易于产生塑性变形而易于产生脆性断裂。
拉伸时塑性很好的材料，在压缩时只发生压缩变形而不断裂。
硬度：布氏、洛氏、维氏缺口效应：缺口根部产生应力集中，同时缺口截面上的应力分布发生改变。
断裂韧性：由于裂纹破坏了材料的均匀连续性，改变了材料内部应力状态和应力分布，所以机件的结构性能就不再相似于无裂纹的试样性能，传统的力学强度理论就不再适用。
断裂力学就是在这种背景下发展起来的一门新型断裂强度科学，是在承认机件存在宏观裂纹的前提下，建立了裂纹扩展的各种新的力学参量，并提出了含裂纹体的断裂判据和材料断裂韧度。
分析裂纹体断裂问题的方法：应力应变分析方法：考虑裂纹尖端附近的应力场强度，得到相应的断裂K判据。
拉伸试验国家标准尺寸
拉伸试验国家标准尺寸拉伸试验是一种常见的材料力学性能测试方法，它可以用来评估材料的拉伸强度、延展性和断裂韧性等重要性能。
在进行拉伸试验时，标准尺寸的选取是非常重要的，因为尺寸的不合适会对试验结果产生影响，甚至导致误判。
因此，国家对拉伸试验的标准尺寸进行了规定，以确保试验结果的准确性和可比性。
根据国家标准，拉伸试验的标准尺寸应符合以下要求：1. 试样的长度应为标准尺寸的整数倍，通常为5倍或10倍。
这样可以确保试样在拉伸时受到均匀的力，并且可以减小试验过程中的边界效应对结果的影响。
2. 试样的横截面积应符合标准尺寸的要求，通常为10mm×10mm或20mm×20mm。
横截面积的选取直接影响到试样的受力情况，过小或过大的横截面积都会导致试验结果的失真。
3. 试样的两端应平行并且垂直于试样轴线。
这样可以确保试样在受力时不会出现偏斜或扭曲，从而保证试验结果的准确性。
4. 试样的表面应光滑平整，不得有明显的凹凸或划痕。
试样表面的质量直接影响到试验中的应力分布情况，不合格的试样表面会导致试验结果的失真。
总的来说，国家标准尺寸的规定旨在确保拉伸试验的可靠性和可比性。
只有在符合国家标准尺寸的前提下进行拉伸试验，才能得到准确的试验结果，并且才能进行不同试验结果的比较和分析。
因此，在进行拉伸试验时，务必严格遵守国家标准尺寸的规定，以确保试验结果的准确性和可靠性。
在实际的生产和科研工作中，我们需要根据具体的材料和试验要求来选择合适的标准尺寸，并且在试验过程中要严格按照国家标准进行操作，以确保试验结果的准确性和可比性。
只有这样，我们才能更好地评估材料的力学性能，为材料的设计和选用提供可靠的数据支持。
1、常规力学性能标准试样尺寸(拉伸、压缩、冲击) 2015-03-04
矩形试样
ASTM B557管形试样来自2 / 12航鑫材料科技有限公司-力学性能室 4、ASTM B557
5、GB/T 228
3 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
4 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室 6、GB/T 16865 6.1 棒状试样：
5 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室 6.2 矩形截面试样：
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
常规力学性能(拉伸（室温、高温）/压缩/冲击)试样参数汇总
一、拉伸试样规格参数
1、ASTM E8 (板材/片材拉伸试样)
2、ASTM E8/8M (标距 12.5mm 圆形试样)
1 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室 3、ASTM E8/8M (大尺寸管材)
ASTM B557
6 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室 6.3 弧形试样：
7 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
二、夏比冲击试验
1、 GB/T229
8 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
9 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
三、高温拉伸
GB/T 4338
10 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
四、压缩试验
1、 GB/T 7314
11 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
12 / 12
材料力学拉伸与压缩实验报告
材料力学拉伸与压缩实验报告一、实验目的本实验旨在通过拉伸与压缩实验，探讨材料在受力下的力学性能，了解材料的强度、延展性和变形特点，为材料的工程应用提供理论依据。
二、实验原理1. 拉伸实验原理：拉伸试验是通过对试样施加拉力，使其发生长度方向的拉伸变形，以研究材料的强度、延展性和断裂特性。
在拉伸过程中，可以通过载荷和位移数据来绘制应力-应变曲线，从而得到材料的力学性能参数。
2. 压缩实验原理：压缩试验是通过对试样施加压力，使其产生长度方向的压缩变形，以研究材料在受压状态下的变形特性和抗压性能。
通过测量载荷和位移数据，可以得到材料的应力-应变关系，并分析其力学性能。
三、实验装置及试样1. 实验装置：拉伸试验机、压缩试验机、数据采集系统等。
2. 试样：常用的拉伸试样为标准圆柱形试样，常用的压缩试样为标准方形试样。
四、实验步骤1. 拉伸实验：a. 准备好拉伸试样，安装在拉伸试验机上。
b. 设置合适的加载速率和采样频率，开始施加拉力。
c. 记录载荷和位移数据，绘制应力-应变曲线。
d. 观察试样的变形情况，记录拉伸过程中的各阶段特征。
2. 压缩实验：a. 准备好压缩试样，安装在压缩试验机上。
b. 设置合适的加载速率和采样频率，开始施加压力。
c. 记录载荷和位移数据，得到应力-应变关系曲线。
d. 观察试样的变形情况，记录压缩过程中的各阶段特征。
五、实验结果及分析1. 拉伸试验结果分析：根据绘制的应力-应变曲线，分析材料的屈服点、最大强度、断裂点等力学性能参数，并观察材料的断裂形态和变形特点。
2. 压缩试验结果分析：根据得到的应力-应变关系曲线，分析材料在受压状态下的变形和抗压性能，并观察材料的压缩断裂形态。
六、实验结论通过拉伸与压缩实验，我们得到了材料在拉伸和压缩条件下的力学性能参数，并对其力学性能进行了分析。
实验结果表明，材料在拉伸状态下具有较好的延展性和韧性，而在受压状态下表现出良好的抗压性能。
这些结果为材料的工程应用提供了重要参考。
金属材料力学性能测试规范
金属材料力学性能测试规范一、金属材料力学性能测试的重要性金属材料的力学性能是指材料在受到外力作用时所表现出的特性，包括强度、硬度、韧性、塑性等。
这些性能直接影响着材料在实际应用中的可靠性和安全性。
例如，在建筑领域，钢材的强度决定了建筑物的承载能力；在机械制造中，零部件的硬度和韧性关系到其使用寿命和运行稳定性。
因此，通过科学、规范的测试方法获取准确的力学性能数据，对于材料的选择、设计和质量控制具有重要意义。
二、常见的金属材料力学性能测试项目1、拉伸试验拉伸试验是评估金属材料强度和塑性的最基本方法。
通过对标准试样施加逐渐增加的轴向拉力，测量试样在拉伸过程中的变形和断裂特性。
主要测试指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率等。
2、硬度试验硬度是衡量金属材料抵抗局部变形能力的指标。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
硬度测试可以快速、简便地评估材料的硬度分布和加工硬化程度。
3、冲击试验冲击试验用于测定金属材料在冲击载荷下的韧性。
通过使标准试样承受一定能量的冲击，观察试样断裂的情况，计算冲击吸收功，以评估材料的抗冲击性能。
4、疲劳试验疲劳试验模拟材料在交变载荷作用下的失效行为。
通过对试样进行多次循环加载，记录试样发生疲劳破坏的循环次数，从而评估材料的疲劳强度和寿命。
三、测试设备和仪器1、万能材料试验机万能材料试验机是进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试的主要设备。
它能够精确控制加载速率和测量试样的变形。
2、硬度计根据不同的硬度测试方法，选择相应的硬度计，如布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计等。
3、冲击试验机冲击试验机用于进行冲击试验，常见的有摆锤式冲击试验机和落锤式冲击试验机。
4、疲劳试验机疲劳试验机专门用于进行疲劳性能测试，包括旋转弯曲疲劳试验机、轴向疲劳试验机等。
四、试样制备试样的制备是保证测试结果准确性的关键环节。
试样的尺寸、形状和加工精度应符合相关标准的要求。
1、拉伸试样通常采用圆形或矩形截面的试样，其标距长度、直径或宽度等尺寸应根据材料的种类和测试标准进行确定。
力学性能的测试
拉伸性能的测试
6.影响因素
(1)成型条件：由试样自身的微观缺陷和微观不同性引 起 (2)温度和湿度： (3)拉伸速度：塑料属于粘弹性材料，其应力松弛过程 与变形速率紧密相关，需要一ห้องสมุดไป่ตู้时间过程 (4)预处理：材料在加工过程中，由于加热和冷却的时 间和速度不同，易产生局部应力集中，经过在一定温 度下的热处理或称退火处理，可以消除内应力，提高 强度 (5)材料性质：结晶度、取向、分子量及其分布、交联 度 (6)老化:老化后强度明显下降
拉伸性能的测试
III试样（8字形）的制备和尺寸要求
拉伸性能的测试
IV型（长条形）试样及尺寸
拉伸性能的测试
3.实验速度：
拉伸性能的测试
塑料材料选择试样类型测试速度参考
拉伸性能的测试
4.操作步骤
①试样的状态调节和试验环境按国家标准规定。 ②在试样中间平行部分做标线，示明标距。 ③测量试样中间平行部分的厚度和宽度，精确到0.01mm， II型试样中间平行部分的宽度，精确到0.05mm，测3点，取 算术平均值。 ④夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线重 合，且松紧适宜。 ⑤选定试验速度，进行试验。 ⑥记录屈服时负荷，或断裂负荷及标距间伸长。试样断裂 在中间平行部分之外时，此试样作
力学性能的测试拉伸性能的测试拉伸性能测试原理及国标试样速度操作步骤数据的处理影响因素拉伸性能的测试原理拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷使其破坏通过测量试样的屈服力破坏力和试样标距间的伸长来求得试样的屈服强度拉伸强度和伸长率
力学性能的测试
拉伸性能的测试
拉伸性能测试原理及国标 裁样 试样速度 操作步骤 数据的处理 影响因素
拉伸性能的测试
1.参照标准——国标GB/T 1040-92
力学性能测试图纸
船级社认证力学性能测试图纸
包含图纸有：
1. 规格￠10mm拉伸试棒加工尺寸图
2. 规格￠12.5mm拉伸试棒加工尺寸图：
3. V形冲击试块加工尺寸图：
4. 金相试样尺寸图
5. 麻点腐蚀试样尺寸图
6.对接焊板扁平拉伸试样尺寸图
7. 宏观、微观、麻点腐蚀试样尺寸图
8. 500长焊接试板尺寸图9. 焊接试板取样位置图
1.规格￠10mm拉伸试棒加工尺寸图：
2.规格￠12.5mm拉伸试棒加工尺寸图：
3.V形冲击试块加工尺寸图：
4.金相试样尺寸图：在试棒中间加工取样
5.麻点腐蚀试样尺寸图：
6.对接焊板扁平拉伸试样尺寸图：
7.宏观、微观、麻点腐蚀试样尺寸图：
500长焊接试板尺寸图：
焊接试板取样位置图：。
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常规力学性能(拉伸（室温、高温）/压缩/冲击)试样参数汇总
一、拉伸试样规格参数
1、ASTM E8 (板材/片材拉伸试样)
2、ASTM E8/8M (标距 12.5mm 圆形试样)
1 / 12
3、ASTM E8/8M (大尺寸管材) ASTM B557 矩形试样
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ASTM B557 管形试样
2 / 12
4、ASTM B557
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5、GB/T 228
3 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
4 / 12
6、GB/T 16865 6.1 棒状试样：
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
5 / 12
6.2 矩形截面试样：
航鑫
11 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
12 / 12
6 / 12
6.3 弧形试样：
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
7 / 12
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二、夏比冲击试验
1、 GB/T229
8 / 12
航鑫材料科技有限公司-力学性能室
9 / 12
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三、高温拉伸 GB/T 4338
10 / 12
四、压缩试验
1、 GB/T 7314