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金属机械拉力试验


在拉力试验时间测定许多足以判断所试验材料的强度和塑性的机械性能数字。在很多情况下,由拉力试验求得的机械性能数字可以相当精确地判断材料在其他变形的时候,例如在压缩、扭转、剪切和弯曲时候的性能。

用慢慢增加的拉力载荷加在有标准的形状和尺寸的试样上,观察由于这种载荷作用所产生的弹性变形和永久变形。在拉力试验的时候,求取下列机械性能数字:

1)对微小的塑形变形的抵抗能力;这种性能常常用比例极限和屈服极点来说明。

2)对微小的塑形变形的抵抗能力;这种性能能用拉力下的强度极限来说明。

3)塑形,就是到破裂为止的塑形变形的大小;这种性能用相对伸长度和断面相对缩小度来说明。

在拉力试验的时候,在均匀增加的载荷下,圆柱形或菱形的试件发生了变形,一直到断掉为止。一般试验机都拥有机圈装置,在试验的进行过程中,可以用它来自动机出拉力圈;这种拉力圈把作用在试样上的力和因此引起的变形之间的关系显示出来。

在试样的试验过程中,弹性变形和塑形变形可以在拉力圈上根特殊的线段和电子来决定。在线段上,试样的伸长度跟载荷成正比地增加,这一关系,跟材料力学的几班定理----比例定理吻合。根据这一定律,实验上载荷的改变,在连接到某一限度以前,会引起试样变形成比例的改变。

在拉力实验中,载荷跟伸长度之间能保持直线间隙的最大载荷叫做比例极限的载荷。应该指出,在试验的保障条件下,圈的开始地方一般都有一段不大的曲线部分,这是试样在拉力试验的夹头中有滑动的结果。在载荷增加到高出的时候,拉力曲线稍稍偏离了直线,试样在弹性变形的同时,开始得到了很小的永久变形。

载荷在习惯上一般叫做弹性极限的载荷,在这一载荷下试样得到的永久伸长度等于它自己的原有长度的0.005%。载载荷曲线转变为水平线段,在这一线段上,试样的材料在拉伸试验的里没有增加的情况下,有了相当大的永久伸长度,试样好像停止了对拉力给以抵抗能力,也就是好像流动起来了。

在它的作用下材料开始流动的载荷,叫做屈服点载荷,而曲线的水平线段,相当于载荷没有增加的情况下的试样伸长度,叫做屈服线段。

材料的塑性变形的结果,在试样表面上出现了所谓滑移线纹,它跟试样中心线倾斜,成为约45°左右的角度;这些线纹是由于切应力在材料内部英气结晶体的滑移而产生的。滑移线纹是切关诺夫首先在过度钢板上发现的,这些线纹的数量跟着屈服线段的进行而增加,由于他们使试样的光亮的表面发暗而改变得没有了光泽了。

在屈服阶段之后,载荷重新增加,练到某一最大值;在这以后,开始生成局部缩小的断面,既所谓细头,细头范围内的断面逐渐缩小,载荷也因此下降,而在p2点时间发生了试样的断裂。

开始生成细头以后,试样此后的伸长主要发生在细头的一段时间长度内,试样的其他部分实际上并不伸长。

在断裂的瞬间,试样的总变形(弹性的和永久的)等于线段OD的大小。

为了求取在断裂的瞬间内试样的弹性变形和永久变形的大小期间,必须在拉力圈上从P点引直线平行于曲线上的直线部分,一直到跟横坐标相交为止,线段OC代表永久变形的大小,线段CD则代表完全弹性变形的大笑。

这种确定弹性变形和永久变形的方法正确性很容易用试验来证明:如果从试样已经发生永久变形以后的任意一点慢慢地把试样上的载荷卸掉,那么载荷卸除曲线就成为在线的样子跟他平行。

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