材料力学的性能测试有啥？

材料力学性能又称机械性能，任何材料受力后都要产生变形，变形到一-定程度即发生断裂。这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为，它是由材料内部的物质结构决定的，是材料固有的属性。

     

1/      

拉伸实验      

拉伸试验是其中一种最常用的试验方法，用于测定试样在受到轴向拉伸载荷后的行为。这些试验类型可在室温或受控(加热或制冷)条件下进行，以确定材料的拉伸性能。

适用材料:

金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。

常见的拉伸试验结果:

最大载荷

最大载荷下的挠度

最大载荷做功

刚度

断裂载荷

断裂时的形变

断裂做功

弦斜率

应力

应变

杨氏模量

试验仪器:

万能试验机，高速试验机等

 

图1: 金属铝拉伸强度

部分测试标准:

GB/T 6397-1986《金属拉伸试验试样》

ASTM D3039-76用于测定高模量纤维增强聚合物复合材料面内拉伸性能

ASTM D638用于测定试件的拉伸强度和拉伸模量

     

2/      

压缩试验      

压缩试验是一种常用于测定材料的压缩负载或抗压性的试验方法，同时也用于测定材料在受.到一个特定的压缩负载并保持一段设定时间后的恢复能力。压缩试验用于测定材料在加载下的行为。此外也可测定一段时间内材料在(恒定或递增)载荷下可承受的最大应力。

适用材料:

金属、塑料、弹性体、纸张、复合材料、橡胶、纺织品、粘合剂、薄膜等。

试验仪器:万能试验机，高速试验机、压缩试验机等.

 

 

图2: 压缩实验演示

注意事项:

(1) 压缩试验主要适用于脆性材料，如铸铁、轴承合金和建筑材料等;

(2) 对于塑性材料，无法测出压缩强度极限，但可以测量出弹性模量、比例极限和屈服强度等。

部分测试标准

GB/T7314-2005《金属压缩实验试样》

ASTM D3410-75(剪切荷载法测定带无支撑标.准截面的聚合体母体复合材料压缩特性的试验方法)

GB/T7314-2005《 金属材料室温压缩试验方法》

     

3/      

弯曲试验      

材料机械性能试验的基本方法之一， 测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验。

适用材料:

多种不同的材料，包括金属、塑料、木材、层压板、刨花板、清水墙、瓷砖和玻璃等。

试验仪器:万能试验机，高速试验机

 

 

图3: 弯曲试验验

应用范围:主要有三点弯曲和四点弯曲两种加载荷方式，

■ 测定灰铸铁的抗弯强度

■ 测定硬质合金的抗弯强度

■ 测量陶瓷材料、工具钢的抗弯强度

■ 检测和比较表面热处理层的质量和性能

■ 检测材料在受弯曲载荷下作用下的性能部分

测试标准:

ASTM D7624用于测定聚合物基复合材料的弯曲刚度与强度性能

GB/T232-2010《金属材料弯曲试验方法》

     

4/      

剪切试验      

剪切强度是指材料承受剪切力的能力，指外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限。

适用材料:

多种材料，高分子，复合材料，金属，木材，陶瓷，玻璃，等等

试验仪器:万能试验机，微小强度试验机等

操作方法:将万能试验机弯曲、压缩辅具拆下，安装剪切辅具，试验软件中选择剪切试验标准，然后像做弯曲试验时一样操作。

部分测试标准:

ASTM D5379适用大部分的纤维增强型复合材料。

GB/T 18747.2-2002厌氧胶粘剂剪切强度的测定(轴和套环试验法)

GB/T 10007-2008硬质泡沫塑料剪切强度试验方法

GB/T 3903.21-2008鞋类粘扣带试验方法反复开合前后的剪切强度

GB/T 7124-2008胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)

     

5/      

冲击试验      

冲击试验一般是确定军用、民用设备在经受外力冲撞或作用时产品的安全性、可靠性和有效性的一种 试验方法。

适用材料:

多种材料，高分子，复合材料，金属，木材，陶瓷，玻璃，纺织品等等

试验仪器:

冲击试验机( 摆锤式和落锤式) :手动冲击试验机、半自动冲击试验机、全自动冲击试验机。

 

图5: 冲击试验过程

常用技术指标:

峰值加速度、脉冲持续时间、速度变化量(半正弦波、后峰锯齿波、梯形.波)和波形选择。

部分测试标准:

ISO 179-1-2010塑料.摆式冲击性能的测定.

GB/T 17599-1 998防护服用织物防热性能抗熔融金属滴冲击性能的测定

GB/T 1 5231.5-1 994玻璃纤维增强水泥性能试验方法抗冲击性能

GB/T 14152-2001热塑性塑料管材耐性外冲击性能

GB/T 21239-2007纤维增强塑料层合板冲击后，压缩性能试验方

BSEN950-1999门扇.耐坚硬物体冲击性能的测定

DIN ISO 2747-1999瓷釉和搪瓷.搪瓷烹调器具.耐热冲击性能的测定

GB/T 3917.1-2009纺织品织物撕破性能

BS EN ISO 6603-1-2000塑料硬质塑料冲孔性能的测定

     

6/      

疲劳试验      

疲劳试验用以测定材料或结构疲劳应力或应变循环数的过程。疲劳是循环加载条件下，发生在材料某点处局部的、永久性的损伤递增过程。

适用材料:

多种材料，包括高分子，复合材料，金属等

试验仪器:电液伺服疲劳试验机等。

 

 

图6: 汽车零件疲劳试验

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