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試驗機相關知識介紹

2010-08-24

試驗機相關知識介紹

1．試驗機的定義
1．1試驗機概念和用途：
試驗機是在各種條件、環境下測定金屬材料、非金屬材料、機械零件、工程結構等的機械性能、工藝性能、內部缺陷和校驗旋轉零部件動態不平衡量的精密測試儀器。在研究探索新材料、新工藝、新技術和新結構的過程中，試驗機是一種不可缺少的重要測試儀器。廣泛應用于機械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運輸、等工業部門以及大專院校、科研院所的相關實驗室。對有效使用材料、改進工藝、提高產品質量、降低成本、保證產品安全可靠等都具有重要作用。

1．2試驗機的種類：
試驗機的種類很多，有多種不同的分類方法。按照傳統分類方法可以分為金屬材料試驗機、非金屬材料試驗機、動平衡試驗機、振動臺和無損探傷機等五大類。
1．2．1材料試驗機的分類：
材料試驗機的品種、型號很多，它們的加荷方法、結構特征、測力原理、使用范圍都各不相同
1．2．1．1按用途分類:
測定機械性能用試驗機和工藝試驗用試驗機
1．2．1．2按加荷方法分類:
靜負荷試驗機(靜態)和動負荷試驗機(動態)
1．2．1．2．1靜態試驗機主要包括：
●萬能試驗機：液壓萬能試驗機和電子萬能試驗機
●壓力試驗機
●拉力試驗機
●扭轉試驗機
●蠕變試驗機
1．2．1．2．2動態試驗機主要包括：
疲勞試驗機：動靜萬能試驗機、單向脈動疲勞試驗機、沖擊試驗機等
1．2．1．3按測力方式分類:
機械測力試驗機和電子測力試驗機
1．2．1．4按控制方式分類:
手動控制和微機伺服控制試驗機
1．2．1．5按油缸位置分類:
油缸上置式和油缸下置式試驗機

1．3材料試驗
1．3．1材料的機械性能：
材料在外力的作用下，所表現的抵抗變形或破壞的能力，稱作材料的機械性能。包括強度、塑性、彈性、脆性、斷裂韌性、硬度等。
1．3．2.材料試驗：
機械性能試驗、物理實驗、化學實驗。
1．3．3材料的機械性能試驗：
拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗。
1．3．3．1拉伸試驗：
又稱拉力試驗，是緩慢地在試樣兩端施加負荷，使試樣的工作部分受軸向拉力，引起試樣沿軸向伸長，一般進行到拉斷為止。通過拉伸試驗可測定材料的抗拉強度和塑性特性等。
●拉伸試樣要符合相關的國家、行業標準對不同材料的拉伸試驗要求。
●試驗設備：萬能試驗機、拉力試驗機。
●拉伸試驗曲線應力—應變拉伸曲線
●拉伸曲線的四個階段
●階段1(0ab)—彈性變形階段 a 點對應 PP值叫做比例極限負荷。 b點對應 Pe值叫做彈性極限負荷(不產生永久變形的大抗力)0—a段 ?L正比與p 直線階段 a—b段極微量塑性變形(0.001-0.005%)
●階段2(bcd)—屈服變形階段 c 點屈服點對應PS c—d波形段“平臺"
●階段 3(dB)—均勻塑性變形階段 B點對應Pb值材料的強度極限負荷(所能承受的大載荷)
●階段4 (BK)—局部集中變形階段(縮頸)K點為斷裂點對應Pk值斷裂負荷。
1．3．3．2壓縮試驗：
與拉伸試驗相反，用于測定材料在靜壓力作用下的壓力強度、相對縮短率和斷面增大率等。
●對壓縮式樣的基本要求是兩個支承端面要相互平行。
●試驗設備：萬能試驗機、壓力試驗機
1．3．3．3彎曲試驗：
用于測定材料或構件等地彎曲強度極限，彈性模量及大撓度。
●分為簡支梁彎曲試驗和純彎曲試驗
●試驗設備：萬能試驗機、壓力試驗機(配備彎曲附件)
1．3．3．4剪切試驗
●用于測定材料的抗剪切能力，一般用來評定鉚釘用線材的質量。
●剪切試驗分為單項剪切和雙向剪切試驗。
●試驗設備：萬能試驗機
1．3．3．5沖擊試驗
利用擺錘沖擊試樣前后的能量差來確定該試樣的韌性活脆性。特點是沖擊力大、作用時間短、變化快。
1．3．3．6硬度試驗
是一種迅速、經濟的機械試驗方法，是測定材料機械性能應用廣泛的方法之一，是不損壞試件機械性能的試驗。
1．3．3．7其他試驗
●扭轉試驗
●疲勞試驗
●蠕變試驗
●松弛試驗
●持久試驗

1.4金屬機械性能的試驗方法
金屬材料的室溫拉伸試驗
材料包括的種類：金屬材料和非金屬材料，不論是哪種材料在外力的作用下，所表現的抵抗變形或破壞的能力，稱做材料的機械性能。機械性能包括：強度、塑性、彈性、脆性、韌性、斷裂韌性、硬度等。
1.1強度：材料在外力(靜負荷)的作用下，抵抗其變形或破壞的能力稱做強度。抵抗外力的能力越大，強度越高，強度的單位Pa或Mpa(N/mm2或MN/m2)。
按材料受力作用不同，強度分為抗拉強度、抗壓強度和抗彎強度。
1.2塑性：材料在外力作用下，產生永久變形而不被破壞的能力稱做塑性。材料在受外力作用時，產生的塑性變形程度越大，則塑性越好。
1.3彈性：材料在外力作用下，產生變形，當外力取消后，以能恢復原狀稱為彈性。
1.4脆性：材料在外力作用下，沒有明顯的永久變形抗斷裂稱做脆性。
1.5沖擊韌性：材料抵抗沖擊力的作用而不補破壞的一種能力稱做沖擊韌性。
1.6斷裂韌性：材料內部存在著由于各種原因所產生的微小裂紋在外力作用下，材料抵抗該裂紋擴展的能力，稱做斷裂韌性。
1.7硬度：材料抵抗比它更硬的物體在壓入時而不被破壞的能力，或者說材料抵抗塑性變形、彈性變形的能力稱做硬度。
在材料試驗中，特別是金屬材料的靜態試驗，普通中經常用的是在室溫條件下進行的拉伸試驗。因為金屬拉伸試驗比較容易作，得到的數據能夠反映受試材料的機械特點，因此得到普遍的應用。而作為金屬材料拉伸試驗的國家標準GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法，具體體現了對金屬材料拉伸的要求和規定。
這個標準是金屬試驗標準化里的大標準，這不僅是因為它應用普遍，同時，許多其他的試驗標準都引用了這個標準，成為那些標準的一部分。