试验机相关知识介绍

2010-08-24

试验机相关知识介绍

1．试验机的定义
1．1试验机概念和用途：
试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。

1．2试验机的种类：
试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。按照传统分类方法可以分为金属材料试验机、非金属材料试验机、动平衡试验机 、振动台和无损探伤机等五大类。
1．2．1材料试验机的分类：
材料试验机的品种、型号很多，它们的加荷方法、结构特征、测力原理、使用范围都各不相同
1．2．1．1按用途分类:
测定机械性能用试验机和工艺试验用试验机
1．2．1．2按加荷方法分类:
静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)
1．2．1．2．1静态试验机主要包括：
●万能试验机：液压万能试验机和电子万能试验机
●压力试验机
●拉力试验机
●扭转试验机
●蠕变试验机
1．2．1．2．2动态试验机主要包括：
疲劳试验机：动静万能试验机、单向脉动疲劳试验机、冲击试验机等
1．2．1．3按测力方式分类:
机械测力试验机和电子测力试验机
1．2．1．4按控制方式分类:
手动控制和微机伺服控制试验机
1．2．1．5按油缸位置分类:
油缸上置式和油缸下置式试验机

1．3材料试验
1．3．1材料的机械性能：
材料在外力的作用下，所表现的抵抗变形或破坏的能力，称作材料的机械性能。包括强度、塑性、弹性、脆性、断裂韧性、硬度等。
1．3．2.材料试验：
机械性能试验、物理实验、化学实验。
1．3．3材料的机械性能试验：
拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、疲劳、蠕变、持久、松弛、磨损、硬度等试验。
1．3．3．1拉伸试验：
又称拉力试验，是缓慢地在试样两端施加负荷，使试样的工作部分受轴向拉力，引起试样沿轴向伸长，一般进行到拉断为止。通过拉伸试验可测定材料的抗拉强度和塑性特性等。
●拉伸试样要符合相关的国家、行业标准对不同材料的拉伸试验要求。
●试验设备：万能试验机、拉力试验机。
●拉伸试验曲线 应力—应变拉伸曲线
●拉伸曲线的四个阶段
●阶段1(0ab)—弹性变形阶段 a 点对应 PP值叫做比例极限负荷。 b点对应 Pe值叫做弹性极限负荷(不产生永久变形的大抗力)0—a段 ?L正比与p 直线阶段 a—b段极微量塑性变形(0.001-0.005%)
●阶段2(bcd)—屈服变形阶段 c 点屈服点对应PS c—d波形段“平台"
●阶段 3(dB)—均匀塑性变形阶段 B点对应Pb值材料的强度极限负荷(所能承受的大载荷)
●阶段4 (BK)—局部集中变形阶段(缩颈)K点为断裂点对应Pk值断裂负荷。
1．3．3．2压缩试验：
与拉伸试验相反，用于测定材料在静压力作用下的压力强度、相对缩短率和断面增大率等。
●对压缩式样的基本要求是两个支承端面要相互平行。
●试验设备：万能试验机、压力试验机
1．3．3．3弯曲试验：
用于测定材料或构件等地弯曲强度极限，弹性模量及大挠度。
●分为简支梁弯曲试验和纯弯曲试验
●试验设备：万能试验机、压力试验机(配备弯曲附件)
1．3．3．4剪切试验
●用于测定材料的抗剪切能力，一般用来评定铆钉用线材的质量。
●剪切试验分为单项剪切和双向剪切试验。
●试验设备：万能试验机
1．3．3．5冲击试验
利用摆锤冲击试样前后的能量差来确定该试样的韧性活脆性。特点是冲击力大、作用时间短、变化快。
1．3．3．6硬度试验
是一种迅速、经济的机械试验方法，是测定材料机械性能应用广泛的方法之一，是不损坏试件机械性能的试验。
1．3．3．7其他试验
●扭转试验
●疲劳试验
●蠕变试验
●松弛试验
●持久试验

1.4金属机械性能的试验方法
金属材料的室温拉伸试验
材料包括的种类：金属材料和非金属材料，不论是哪种材料在外力的作用下，所表现的抵抗变形或破坏的能力，称做材料的机械性能。机械性能包括：强度、塑性、弹性、脆性、韧性、断裂韧性、硬度等。
1.1强度：材料在外力(静负荷)的作用下，抵抗其变形或破坏的能力称做强度。抵抗外力的能力越大，强度越高，强度的单位Pa或Mpa(N/mm2或MN/m2)。
按材料受力作用不同，强度分为抗拉强度、抗压强度和抗弯强度。
1.2塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不被破坏的能力称做塑性。材料在受外力作用时，产生的塑性变形程度越大，则塑性越好。
1.3弹性：材料在外力作用下，产生变形，当外力取消后，以能恢复原状称为弹性。
1.4脆性：材料在外力作用下，没有明显的永久变形抗断裂称做脆性。
1.5冲击韧性：材料抵抗冲击力的作用而不补破坏的一种能力称做冲击韧性。
1.6断裂韧性：材料内部存在着由于各种原因所产生的微小裂纹在外力作用下，材料抵抗该裂纹扩展的能力，称做断裂韧性。
1.7硬度：材料抵抗比它更硬的物体在压入时而不被破坏的能力，或者说材料抵抗塑性变形、弹性变形的能力称做硬度。
在材料试验中，特别是金属材料的静态试验，普通中经常用的是在室温条件下进行的拉伸试验。因为金属拉伸试验比较容易作，得到的数据能够反映受试材料的机械特点，因此得到普遍的应用。而作为金属材料拉伸试验的国家标准GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法，具体体现了对金属材料拉伸的要求和规定。
这个标准是金属试验标准化里的大标准，这不仅是因为它应用普遍，同时，许多其他的试验标准都引用了这个标准，成为那些标准的一部分。