Войти
Испытание на растяжение композита кокосового волокна. Размер образца не соответствует стандарту (Instron). Испытание на растяжение, также известное как испытание на растяжение, является фундаментальным материаловедением и инженерией испытание, при котором образец подвергается контролируемому растяжению до разрушения. Свойства, которые непосредственно измеряются с помощью испытания на растяжение, включают предел прочности на разрыв, предел прочности, максимальное удлинение и уменьшение площади. Из этих измерений также могут быть определены следующие свойства: модуль Юнга, коэффициент Пуассона, предел текучести и характеристики деформационного упрочнения. Испытания на одноосное растяжение наиболее часто используются для получения механических характеристик изотропных материалов . Некоторые материалы используют. Основное различие между этими испытательными машинами заключается в том, как нагрузка прилагается к материалам.
Испытания на растяжение могут иметь различные цели, например:
Образцы на растяжение из алюминиевого сплава. Два левых экземпляра имеют круглое поперечное сечение и заплечики с резьбой. Два правых - плоские образцы, предназначенные для использования с зубчатыми захватами. 
Образец для растяжения из алюминиевого сплава после испытания. Он сломался, и поверхность, на которой он сломался, можно осмотреть. Подготовка образцов для испытаний зависит от целей испытаний и от основного метода испытаний или спецификации. Образцы на растяжение обычно представляют собой стандартизованное поперечное сечение образца. Он имеет два плеча и промежуточный калибр (секцию). Плечи большие, поэтому их можно легко захватить, в то время как измерительная секция имеет меньшее поперечное сечение, поэтому в этой области могут произойти деформация и разрушение.
Плечи испытательного образца могут быть изготовлены в различных вариантах способы сопряжения с различными захватами в испытательной машине (см. изображение ниже). У каждой системы есть свои преимущества и недостатки; например, плечи, предназначенные для зубчатых захватов, просты и дешевы в производстве, но выравнивание образца зависит от навыков техника. С другой стороны, фиксированная ручка обеспечивает хорошее выравнивание. Резьбовые выступы и захваты также обеспечивают хорошее выравнивание, но техник должен знать, как врезать каждое выступ в захват, по крайней мере, на длину одного диаметра, иначе резьба может отслоиться до разрушения образца.
В больших отливках и поковки обычно добавляют дополнительный материал, который предназначен для удаления из отливки, чтобы из нее можно было изготовить образцы для испытаний. Эти образцы могут не быть точным представлением всей заготовки, потому что структура зерен может быть различной. В случае небольших заготовок или когда необходимо испытать критические части отливки, заготовка может быть принесена в жертву для изготовления образцов для испытаний. Для деталей, которые обработаны из прутковой заготовки, испытательный образец может быть изготовлен из той же детали, что и пруток.
Различные стили плеча для образцов на растяжение. Клавиши от A до C предназначены для круглых образцов, а клавиши D и E - для плоских образцов. Ключ:. A. A Заплечик с резьбой для использования с резьбой. B. Круглый выступ для использования с зубчатыми захватами. C. Заплечик на торце для использования с разрезным воротником. D. Плоское плечо для использования с зубчатыми захватами.
E. Плоский выступ со сквозным отверстием для фиксированной рукоятки
Номенклатура испытуемых образцов Воспроизводимость испытательной машины можно определить, используя специальные испытательные образцы, тщательно изготовленные так, чтобы они были как можно более похожими.
A Стандартный образец изготавливается круглого или квадратного сечения по расчетной длине, в зависимости от используемого стандарта. Оба конца образцов должны иметь достаточную длину и такое состояние поверхности, чтобы они надежно удерживались во время испытания. Начальная измерительная длина Lo стандартизирована (в нескольких странах) и варьируется в зависимости от диаметра (Do) или площади поперечного сечения (Ao) образца, как указано в списке
| Типовой образец | США (ASTM) | Британия | Германия |
|---|---|---|---|
| Лист (Lo / √Ao) | 4,5 | 5,65 | 11,3 |
| Штанга ( Lo / Do) | 4,0 | 5,00 | 10,0 |
В следующих таблицах приведены примеры размеров образцов для испытаний и допусков по стандарту ASTM E8.
| Все значения в дюймах | Тип пластины (ширина 1,5 дюйма) | Тип листа (ширина 0,5 дюйма) | Дополнительный размер образец (ширина 0,25 дюйма) |
|---|---|---|---|
| Длина по шкале | 8,00 ± 0,01 | 2,00 ± 0,005 | 1.000 ± 0,003 |
| Ширина | 1,5 + 0,125–0,25 | 0,500 ± 0,010 | 0,250 ± 0,005 |
| Толщина | 0,188 ≤ T | 0,005 ≤ T ≤ 0,75 | 0,005 ≤ T ≤ 0,25 |
| Радиус скругления (мин.) | 1 | 0,25 | 0,25 |
| Общая длина (мин.) | 18 | 8 | 4 |
| Длина уменьшенного участка (мин.) | 9 | 2,25 | 1,25 |
| Длина участка рукоятки (мин.) | 3 | 2 | 1,25 |
| Ширина участка рукоятки (приблиз.) | 2 | 0,75 | ⁄8 |
| Все значения в дюймы | Стандартный образец при номинальном диаметре: | Маленький образец при номинальном диаметре: | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 0,500 | 0,350 | 0,25 | 0,160 | 0,113 | |
| Калибровочная длина | 2,00 ± 0,005 | 1,400 ± 0,005 | 1.000 ± 0,005 | 0,640 ± 0,005 | 0,450 ± 0,005 |
| Допуск диаметра | ± 0,010 | ± 0,007 | ± 0,005 | ± 0,003 | ± 0,002 |
| Радиус скругления (мин.) | ⁄8 | 0,25 | ⁄16 | ⁄32 | ⁄32 |
| Длина уменьшенного участка (мин.) | 2,5 | 1,75 | 1,25 | 0,75 | ⁄8 |
Универсальная испытательная машина (Hegewald Peschke) Испытания на растяжение чаще всего проводятся на лаборатория испытания материалов. ASTM D638 - один из наиболее распространенных протоколов испытаний на растяжение. ASTM D638 измеряет свойства пластика на растяжение, включая предел прочности на разрыв, предел текучести, удлинение и коэффициент Пуассона.
Наиболее распространенной испытательной машиной, используемой при испытаниях на растяжение, является универсальная испытательная машина. Этот тип машины имеет две траверсы; один регулируется по длине образца, а другой приводится в действие для приложения напряжения к образцу для испытаний. Существует два типа: гидравлические и электромагнитные машины.
Машины должны иметь соответствующие характеристики для испытуемого образца. Существует четыре основных параметра: допустимая сила, скорость, точность и точность. Допустимая сила относится к тому факту, что машина должна быть способна создать достаточную силу для разрушения образца. Машина должна иметь возможность прикладывать силу быстро или достаточно медленно, чтобы должным образом имитировать реальное приложение. Наконец, машина должна быть способна точно и точно измерять измерительную длину и прилагаемые силы; например, большая машина, предназначенная для измерения большого удлинения, может не работать с хрупким материалом, который испытывает короткие удлинения перед разрушением.
Выравнивание образца для испытаний в машине для испытаний имеет решающее значение, потому что если образец смещен под углом или смещен в одну сторону, машина будет оказывать на образец изгибающее усилие. Это особенно плохо для хрупких материалов, потому что это сильно исказит результаты. Эту ситуацию можно минимизировать, используя сферические опоры или U-образные шарниры между захватами и испытательной машиной. Если начальный участок кривой напряжение-деформация изогнутый, а не линейный, это указывает на то, что образец смещен в испытательной машине.
Измерения деформации чаще всего измеряются с помощью экстензометра, но тензодатчики также часто используются на небольших испытательных образцах или при измерении коэффициента Пуассона. Новые испытательные машины имеют цифровые системы измерения времени, силы и удлинения, состоящие из электронных датчиков, подключенных к устройству сбора данных (часто к компьютеру), и программного обеспечения для обработки и вывода данных. Однако аналоговые машины по-прежнему соответствуют и превосходят требования ASTM, NIST и ASM по точности испытаний металлов на растяжение, и продолжают использоваться сегодня.
«чашка» сторона характерной картины разрушения «чашка – конус» 
Некоторые части имеют форму «чашечки», а некоторые - форму «конуса» Процесс испытания включает в себя помещение испытательного образца в испытательную машину и его медленное растягивание до тех пор, пока он ломается. Во время этого процесса регистрируется удлинение измерительной части относительно приложенной силы. Данные обрабатываются так, чтобы они не зависели от геометрии тестового образца. Измерение удлинения используется для расчета инженерной деформации, ε, используя следующее уравнение:
где ΔL - изменение расчетной длины, L 0 - начальная калибровочная длина, а L - конечная длина. Измерение силы используется для расчета инженерного напряжения σ с использованием следующего уравнения:
где F - сила натяжения, A - номинальное поперечное сечение образца. Машина выполняет эти расчеты по мере увеличения силы, так что точки данных могут быть отображены в виде кривой напряжение-деформация.
