拉伸測試可以說是力測量和材料測試中最常用的測試方法。拉伸測試主要用于確定組件、零件或材料在靜態(tài)、軸向載荷下的機械性能。
材料測試和力測量的測試方法相似；但是測量結(jié)果是不同的。進行拉伸試驗以確定材料或部件的拉伸性能。試樣的變形用于表征其延展性或脆性，以及拉伸強度、屈服點、彈性極限、伸長率、彈性模量和韌性等重要特性。 材料測試 材料測試是測量材料機械性能的科學。它涉及量化和限定材料物理特性的方法：它們的強度、它們對變形的反應，以及它們在一段時間內(nèi)承受外力的能力和能力。
材料測試涉及應力和應變的測量，這需要知道被測樣品的原始橫截面積。常用的測量單位是 N/mm2、MPa、PSI 和百分比。測試樣品通常根據(jù) ASTM、ISO、DIN 或其他組織的國際測試標準制備成指定尺寸。在拉伸試驗期間，樣品的形狀會隨著載荷的施加而變化。了解樣品在各種或指定的力下尺寸的變化有助于確定材料的性能和對給定應用或產(chǎn)品的適用性。 測力測試 力測量測試用于測試組件和產(chǎn)品，通常使用力的測量單位：牛頓、磅力和千克力。樣品的截面積不參與測量結(jié)果。最常見的力測量是“峰值力”或最大力值。這些測試還可以報告峰值力處的相關(guān)距離結(jié)果。力測量在工程實驗室、質(zhì)量控制和檢查以及生產(chǎn)車間進行。近年來，生產(chǎn)中的力測試大幅增加，因為越來越多的制造商認識到現(xiàn)場質(zhì)量測試作為提高生產(chǎn)力、產(chǎn)量和吞吐量的一種方式的重要性。 測試儀器 拉伸測試可以在非?；镜乃缴线M行，只需使用手持測力計，該測力計測量施加在樣品、產(chǎn)品或組件上的拉力，以確定最大力。在儀器范圍的另一端是極其復雜的拉伸測試系統(tǒng)，配備了先進的測試軟件和輔助儀器，如引伸計。這些測試系統(tǒng)能夠以非常精確的速度將被測樣品拉到非常精確的目標上。大數(shù)據(jù)采樣有助于產(chǎn)生力和距離或應力和應變的高分辨率數(shù)據(jù)，因此可以進行非常準確的測量，分析和報告。
常見的拉伸測試結(jié)果和測量 可以發(fā)現(xiàn)和測量各種不同的拉伸測試特性。此處列出了一些更常見的測量方法。 拉伸強度是測量的最大應力——通常在破壞性測試期間。應力是力除以被測樣品的原始橫截面積。 彈性是材料被拉至應力值的能力，當應力消除時，材料將恢復到其原始長度而不會顯示任何永久變形。彈簧是設(shè)計為具有高彈性的產(chǎn)品的示例。 彈性極限是材料在呈現(xiàn)永久變形之前所能承受的最高應力。 屈服強度定義為被測材料表現(xiàn)出永久變形時的應力，即材料已超出其彈性極限。通常使用彈性斜率的 0.2% 應變的任意偏移值來確定屈服強度。以 0.2% 的偏移量繪制一條與彈性斜率線平行的線。屈服強度是偏移斜率線與應力-應變曲線相交的地方。
塑性類似于彈性，但在測試過程中使用了時間元素。當一種材料，如彈性體，被拉到一個力極限，然后保持一段時間，彈性體恢復到原來的形狀而不產(chǎn)生永久變形的能力就是它的塑性特性。 彈性是材料在拉伸載荷應用過程中吸收和儲存能量的能力。它是材料彈性范圍內(nèi)的能量容量，以彈性應力-應變曲線下方的面積為特征，以焦耳/立方米或帕斯卡表示。 滯后是材料的能量損失并且無法保持其彈性特性。許多材料表現(xiàn)出一定程度的滯后 因為它們在一段時間內(nèi)或循環(huán)次數(shù)內(nèi)反復加載和卸載。
剛度是材料在施加力時抵抗變形的能力。彈性模量是材料剛度的量度。材料表現(xiàn)出的剛度越大，材料在負載下發(fā)生的變形就越小。
伸長是應變。伸長率是樣品在施加力之前的原始標距長度變化到施加力時的最終長度的百分比。應變是一個無量綱值；然而，它有時表示為百分比或英寸/英寸或毫米/毫米。
在拉伸試驗期間，材料會發(fā)生橫向和軸向變形。泊松比是材料的橫向變形與軸向或縱向變形的比較。
拉伸測試挑戰(zhàn)
非軸向載荷是拉伸測量不正確的最常見原因之一。使用負載傳感器或測力計時，即使非常小的偏心負載也會導致高達 0.5% 的測量誤差。因此，確保測試串的對齊非常重要，即稱重傳感器、頂部測試夾具、樣品和底部測試夾具彼此垂直。
根據(jù)預期的負載測量值使用大小合適的測力計或稱重傳感器對于獲得準確和可重復的結(jié)果很重要。一般規(guī)則是使用介于預期負載測量值的 20% 到 80% 之間的傳感器。這將避免或最小化由于機械噪聲導致的低端錯誤結(jié)果，并有助于防止測量范圍高端的過載情況。由于大多數(shù)傳感器都經(jīng)過校準并具有基于滿量程的精度規(guī)格，因此您越接近零，可接受的誤差對您的測量的影響就越大。
測試夾具不正確是導致拉伸測量不準確的另一個常見原因。對于樣品來說太大的夾具或在拉伸運動期間對樣品施加過大的夾持力會導致樣品在指定的標距區(qū)域外斷裂。測試夾具的尺寸應符合樣品的預期負載特性。楔形作用測試夾具在延展性樣品上工作良好，但在脆性材料上往往不太可靠，因為它們會隨著軸向載荷的增加而將載荷施加到樣品上。當使用氣動測試夾具來調(diào)節(jié)對樣品的夾持力時，脆性材料往往會進行更一致的測試。
不正確的樣品制備會導致不一致和不正確的表征。當按照特定的國際標準進行測試時，應將樣品制備成規(guī)定的尺寸。力測量應用程序通常會使用處于完成狀態(tài)的組件。然而，材料測試使用各種形式和形狀的特制樣品。它們的橫截面可以是圓形、矩形或方形，并且它們具有已知的標準標距。
測試速度太快或太慢是拉伸測量可能不是最佳的另一個常見原因。在可能的情況下，應根據(jù) ASTM、ISO、DIN 或其他機構(gòu)認可和接受的測試標準進行測試。這些標準中明確規(guī)定了測試速度，并將確保進行正確的測量。
拉伸結(jié)果可能會受到溫度的顯著影響。隨著溫度升高，樣品的彈性會顯著降低。
結(jié)論
拉伸試驗的結(jié)果應該提供有用的數(shù)據(jù)來表征部件或材料的物理和機械性能。拉伸試驗將對樣品的延展性或脆性及其彈性和塑性行為進行分類。拉伸測試可以確定組件或材料的適用性及其隨時間的性能。采用和遵守國際公認的拉伸測試測試標準將有助于測試工作，并有助于確保產(chǎn)品、組件或材料滿足特定的設(shè)計要求。