力学性能测试[重要知识]

1、Testing 1 重点辅导 力学性能测试 机械强度 拉伸测试 拉伸测试程序 拉伸模量 拉伸强度 弯曲测试 弯曲测试程序 弯曲模量 弯曲强度 压缩测试 压缩测试程序 压缩强度 冲击测试 冲击测试程序 冲击强度 硬度测试 硬度测试程序 布氏硬度 2 重点辅导 机械强度 材料所受的外力超过其能承受的能力，就 会发生破坏。材料抵抗外力破坏的能力称 为机械强度。在各种实际应用中，机械强 度是材料力学性能的重要指标。 对于各种不同的破坏力，有不同的强度指 标，如拉伸测试的抗拉强度、弯曲测试的 抗弯强度和冲击测试的抗冲强度等。 3 重点辅导 测试标准 为了得到可相比较的结果，就必须对这些 测试制定严格的统

2、一标准。国际标准化组 织根据各参加国反复试验验证的结果，经 协商制定了各种国际标准。 各国都参照这些国际标准，结合本国实际 情况制定自己的国家标准方法，用以明确 规定测试所用仪器的规格、测试的具体条 件和手续、以及试样的规格和制备方法等。 4 重点辅导 拉伸测试 5 重点辅导 拉伸测试程序 拉伸测试就是以恒定速率拉伸标准样条， 直至样条断裂。拉伸测试通常用万能试验 机完成；拉伸测试中标准样品通常制成哑 铃型。 6 重点辅导 拉伸模量 在整个拉伸过程中，应力对应变的关系不 总是保持线性；只有当变形很小时，二者 的关系才表现为线性，因此，拉伸（杨氏） 模量通常由拉伸初始阶段的应力与应变的 比计算，

3、即 式中为l/l0小载荷P时的伸长率 0 / / ll bdP E 7 重点辅导 拉伸强度 在规定的测试条件（温度、湿度和速度） 下，沿标准样条轴向施加拉伸载荷，样条 断裂前承受的最大应力即为拉伸强度，也 称抗拉强度。 拉伸强度由断裂前最大牵引力除以样条宽 度和厚度的乘积计算得到。 必须注意的是，样条的宽度和厚度随着伸 长而减小，工程上通常用样条的初始宽度 和厚度计算拉伸强度。 8 重点辅导 弯曲测试 9 重点辅导 弯曲测试程序 弯曲测试就是对标准样条施加弯曲力矩， 直到样条折断为止。 10 重点辅导 弯曲模量 弯曲模量由以下公式计算 式中L为测试跨度，b为样条宽度，d为样条厚 度，为挠度，即

4、小载荷P时样条着力处的位移。 3 3 4bd PL EF 11 重点辅导 弯曲强度 在规定的测试条件下，对标准样条施加弯 曲载荷，样条折断前承受的最大应力即为 弯曲强度，也称抗拉强度或挠曲强度。 弯曲强度由以下公式计算得到 式中Pmax为样条折断前承受的最大应力，L为测 试跨度，b为样条宽度，d为样条厚度。 2 max 2 3 bd LP F 12 重点辅导 压缩测试 13 重点辅导 压缩测试程序 压缩测试就是对材料施加压力载荷，直至 材料破碎。 14 重点辅导 压缩强度 压缩强度定义为材料破碎前所承受的最大 应力。 15 重点辅导 冲击测试 16 重点辅导 冲击测试程序 冲击测试是测定材料在

5、高速冲击下的韧性 或抵抗冲击载荷破坏的能力。 常用的冲击测试方法有摆锤式冲击和落重 式冲击两种。 17 重点辅导 摆锤式冲击试验 摆锤式冲击试验是让重锤摆动冲击标准试 样，测量摆锤冲断试样消耗的功。 试样的安放方式有简支梁式和悬臂梁式， 前者是用摆锤打击简支梁试样的中央，后 者是用摆锤打击悬臂梁试样的自由端。 18 重点辅导 摆锤式冲击试验 简支梁式悬臂梁式 19 重点辅导 摆锤冲击测试试样 摆锤冲击测试所用的试样既可以是带缺口 的，也可以是无缺口的。采用带缺口的试 样的目的是使试样的截面积大为减小，受 冲击时试样断裂发生在缺口处，所有的冲 击能量都能被局部的地方吸收，从而提高 试验的准确性。

6、 20 重点辅导 落重式冲击试验 落重式冲击试验是让球状或镖状标准重物 从已知高度落到板状或片状样条上，记录 下落重物刚刚足以使样条产生裂痕或破坏 的条件，从重物的重量和下落高度计算使 试样破坏所需要的能量。 21 重点辅导 冲击强度 冲击强度定义为试样受冲击载荷而折断时 单位截面积所吸收的能量，即 式中W为冲断试样所消耗的功，b和d分别为断 面的宽度和厚度。 bd W I 22 重点辅导 高速拉伸另类冲击测试 在拉伸试验中，当拉伸速率足够高时，拉 断试样所做的功与试样受冲击破坏时所吸 收的能量相当，因此，高速拉伸试验机也 可以用来测试材料的冲击强度。 高速拉伸测试中冲击强度通常定义为应 力应变曲线下的面积。 23 重点辅导 硬度测试 24 重点辅导 硬度 硬度是衡量材料表面抵抗机械压力能力的 一种指标。 硬度测试中，载荷加载的方式有动载法和 静载拉两类。前者用弹性回跳法和冲击力 把钢球压入试样，后者则一定形状的硬材 料为压头，平稳地压头压入试样。 根据压头形状的不同和计算方法差异，硬 度有布氏硬度、洛氏硬度和邵氏硬度等几 种。 25