拉伸試驗(yàn)的必要性及影響因素有哪些？

隨著汽車、軌道交通、航空航天和電子電器等各類領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新，金屬、塑料等各類材料的應(yīng)用越來越廣泛，這也對(duì)材料的性能提出了更高的要求，其中就包括材料的力學(xué)性能。

材料的力學(xué)性能是指材料在不同環(huán)境（溫度、介質(zhì)、濕度）下，承受各種外加載荷（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、交變應(yīng)力等）時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。材料力學(xué)性能的評(píng)定離不開相應(yīng)測(cè)試。

拉伸試驗(yàn)作為材料力學(xué)性能試驗(yàn)的基本方法之一，主要用于測(cè)定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性。

拉伸測(cè)試作為一項(xiàng)常規(guī)性能測(cè)試，是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度與拉伸速度下，對(duì)塑料試樣的縱軸方向施加拉伸載荷。當(dāng)牽伸作用力大于鍵合力或分子間的作用力時(shí)，會(huì)使分子鏈斷裂或相互滑移，宏觀表現(xiàn)為樣條的塑性變形、斷裂，在這一過程中測(cè)試試樣承受的負(fù)荷及其伸長(zhǎng)。通常的測(cè)試項(xiàng)目為拉伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉伸屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸彈性模量等。

材料不同，其拉伸曲線也有所不同，但總的來說：從初始拉伸至最后斷裂過程可基本劃分為四個(gè)特征階段：

1、彈性階段

隨著荷載的增加，應(yīng)變（應(yīng)變指在外力和非均勻溫度場(chǎng)等因素作用下物體局部的相對(duì)變形）隨應(yīng)力（物體由于外因而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力）成正比增加。如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，表現(xiàn)為彈性變形。

2、屈服階段

應(yīng)力與應(yīng)變不成比例，開始產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)變?cè)黾拥乃俣却笥趹?yīng)力增長(zhǎng)速度，鋼材抵抗外力的能力發(fā)生“屈服”了。

3、強(qiáng)化階段

抵抗塑性變形的能力又重新提高，變形發(fā)展速度比較快，隨著應(yīng)力的提高而增強(qiáng)。

4、頸縮階段

材料變形迅速增大，而應(yīng)力反而下降。試件薄弱處截面顯著縮小，產(chǎn)生“頸縮現(xiàn)象”，直至斷裂。

影響因素

因材料不同，影響拉伸試驗(yàn)的因素同樣也會(huì)發(fā)生變化，但主要可以歸納為以下四種：

1、取樣部位和方法

材料中因成分、組織、結(jié)構(gòu)、缺陷、加工變形等分布不均，使得同一批產(chǎn)品或同一產(chǎn)品不同部位可能出現(xiàn)力學(xué)性能的差異，因此在切取樣品時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)國(guó)標(biāo)的規(guī)定執(zhí)行。

2、試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備直接影響結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)必須要保證試驗(yàn)機(jī)在檢定的有效期內(nèi)。各類的萬能試驗(yàn)機(jī)及配套引伸計(jì)需定期進(jìn)行校驗(yàn)、維護(hù)。

3、試驗(yàn)環(huán)境的影響

試驗(yàn)環(huán)境主要包括環(huán)境溫度、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)周圍有無振動(dòng)的影響等。

4、試驗(yàn)方法的選擇

試驗(yàn)方法主要包括夾持方法、拉伸速率，拉伸橫截面積以及式樣尺寸的測(cè)量方法，在選擇測(cè)量樣品的尺寸時(shí)，宜選用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺。

此外，由于主觀因素和操作技巧的不同，也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來誤差。因此，檢驗(yàn)人員應(yīng)通過嚴(yán)格的培訓(xùn)并按照相應(yīng)國(guó)標(biāo)的方法進(jìn)行試驗(yàn)。