文档介绍：材料基本力学性能试验一拉伸和弯曲
实验原理
拉伸实验原理
拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端，用拉伸力将试样沿轴向拉伸，一般拉至断裂为止，通过记录的力一一位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。
对于均匀横截面样品的拉伸过程，如图1所示，
图1金属试样拉伸示意图则样品中的应力为
F
a = —
A
其中A为样品横截面的面积。应变定义为
A/
£=—
L
其中△ I是试样拉伸变形的长度。典型的金属拉伸实验曲线见图
屈服阶段屈展极限.
B仝可
材刑曲时先夫抵抚变周彳龄能力.
⑹屈服阶段
惮性阶段AB段)
比例极限b』弹 Hill吐兀杨氏模
宇L
变形均为弹凰变周介
JL 满 .
(c)强化阶段 (d) ■郎假
图3金属拉伸的四个阶段
典型的金属拉伸曲线分为四个阶段，分别如图3(a)-(d)所示。直线部分的斜率E就是杨氏模量、cs点是屈服点。金属拉伸达到屈服点后，开始出现颈缩现象，接着产生强化后最终断裂。
弯曲实验原理
可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力，一般直至断裂，通过实
验结果测定材料弯曲力学性能。为方便分析，样品的横截面一般为圆形或矩形。
三点弯曲的示意图如图4所示。
图4三点弯曲试验示意图
据材料力学，弹性范围内三点弯曲情况下C点的总挠度和力F之间的关系是
2 (3)
4sr/
其中I为试样截面的惯性矩，E为杨氏模量。
弯曲弹性模量的测定
将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，施加横向力对样品进行弯曲，对于矩形截面的试样，具体符号及弯曲示意如图5所示。
#1
图5矩形亚面试样的三点弯曲试验
符号
老 w
单a
「符号
名彩
a
▼
试样^度型直栓
mm
d
啻右氏径•
mm
b
mm
度
L
试样长度
mm
F
试验力
I
mm
对试样施加相当于(T 。(或c )的10%以下的预弯应力F。并记录此
力和跨中点处的挠度，然后对试样连续施加弯曲力，直至相应于c (或c )的 50%。记录弯曲力的增量DF和相应挠度的增量Df,则弯曲弹性模量为
对于矩形横截面试样，横截面的惯性矩I为
12
c （或 c
其中b、h分别是试样横截面的宽度和高度。
也可用自动方法连续记录弯曲力一一挠度曲线至超过相应的
）的弯曲力。宜使曲线弹性直线段与力釉的夹角不小于 40。,弹性直线段的
高度应超过力轴量程的3/5。在曲线图上确定最佳弹性直线段，读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量，见图6所示。然后利用式（4）计算弯曲弹性模量。
■ 6图解法测定弯曲弹性模量
二、试样要求
.拉伸实验
对厚、薄板材，一般采用矩形试样，其宽度根据产品厚度（-25mm）, 采用10,,15,20,25和30m六种比例试样，尽可能采用L = （ F，.）纥的短比例试样。试样厚度一般应为原轧制厚度，但在特殊情况下也允许采用四面机加工的试样。通常试样宽度与厚度之比不大于4:1或8:1，对铝镁材则一般可采用较小宽度。对厚度小于（带），亦可采用定标距试样。
试样各部分允许机加工偏差及侧边加工粗糙度应符合图 10和表1的规定。
图10金属拉伸标准板材试样
表1金属拉伸标准板材试样尺寸要求
筑胳就样
龙度如
城样您陀部甘内
1丸麓恂
10

±0L±
)
25 M
±1),5
02
2）实验样品评定
（1）出现下列情况之一者，试验结果无效。
，造成性能不合格。
。
。
（2）实验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金缺陷（例
如分层、气泡、夹渣、缩孔等），应在试验记录和报告中注明。
.弯曲实验
1）试样尺寸要求
表2溺扳试祥尺寸蜚衣
薄械试样榄裁质尺寸
产诵宽度
h
Ll
L
•
I
j?
b国力
>iy
IOX/i
0.
>0x5A 1-5
SQft-'KuA
zso*
c. im 咔
160*
hO-, 注 Q
a
2）试样制备和尺寸测量
矩形横截面试样应在跨距的两端和中间处分别测量其高度和宽度。计算弯曲弹性模量时，取用三处高度测量值的算术平均值和三处宽度测量值的算术平均值。计算弯曲应力时，取用中间处测量的高度和宽度。对于薄板试样，高度测量值超过其平均值2%