拉伸测试

了解拉伸测试,何时使用这种测试类型和典型的探头和夹具用于您的纹理分析仪。


什么是拉伸试验?


拉伸试验拉伸样品,结果是根据拉伸所需的力和拉伸距离来测量其延展性/伸长率和拉伸强度。拉伸试验可以在材料测试仪器或织构分析仪上进行,它们是执行压缩和拉伸试验的力测量仪器,并提供压缩或拉伸强度的客观量化。

抗拉强度是在它断裂或失效或发生永久变形之前所能施加的最大力(或应力)。这个点也叫材料屈服点。在任何拉伸试验中,还有其他参数可以测量,如杨氏模量,拉伸应变和延伸率。


为什么要进行拉伸试验?


许多材料和/或产品都受到拉伸情况的影响,在这种情况下,它们的拉伸性能就变得非常重要,需要进行测量和控制,以确定它们是否适合或能够保持所需的功能。对于某些材料,抗拉应力的能力会影响产品的损坏和消费者的安全,因此,测量材料在张力下可能是工程师和质量经理需要确定的一项必要的评估。缺乏机械完整性会导致材料在某些时候失效,这可能会危及安全性,最终导致消费者的不满。

许多食品和药品在生产和食用过程中通常不受张力的影响,这是可以理解的,因为咀嚼的过程涉及食物在磨牙之间的压缩,而不是拉伸。但也有例外,例如薄膜、面团、凝胶、意大利面、糖果和粘合剂,其拉伸性能非常重要,是产品的必要或预期特征。

所有行业的包装材料和产品都需要非常坚固,以承受它们在储存、搬运、堆放和运输过程中所受的条件。这些材料的抗拉强度是需要确定的最重要的性能之一,以确保它们能够承受在使用期间施加在它们身上的力。抗拉强度越高,包装的强度越大,对所封产品的保护能力也就越强。所有的包装材料,如纸板和塑料,都可以用这种方法测试,用这种方法拉开或损坏样品的力是一种有价值的评估。


有哪些类型的拉伸测试?


拉伸试验最简单的方法是当试样呈细长形状时(截面为矩形或圆形),或者从中可以切割出可复制的试验梁。用拉伸握把夹紧试样的两端,直至试样断裂。这是单轴张力,是许多标准ISO或ASTM测试方法材料测试的基础。随着新材料的发展,经常会出现标准方法不可用或样品不能按标准方法规定的方式制备的情况。对于需要测量的拉伸性能,也可能没有标准的方法。

例如,许多食物的一个问题是,在保存样本时,破损发生在样本内部,而不是在保存样本的颌部。剪出哑铃形状的试片,在较宽的两端握住样品,通常可以解决这个问题。这样,试样就更容易在试样中间狭窄的地方断裂。

另一种方法是将样品的两端包裹在两块有机玻璃之间,或者在夹紧前将两端冻结,以避免在夹紧点切割样品。

另一种方法是进行双轴拉伸试验,将样品像一个圆形的鼓皮一样拿在手上,通过强迫一个球探头穿过中心向各个方向拉伸。这种类型的测试很流行于测试薄膜和某些食品,如玉米饼,需要测量爆裂强度。虽然夹紧试样进行拉伸试验可能会有困难,但这些困难通常可以通过仔细选择夹紧夹具来克服。

相对于压缩试验,拉伸试验的优点是很容易观察到断裂的开始,因为它几乎总是在试样的外部,而单轴压缩试验的断裂开始往往在试样内部。

拉伸试验也用于测量食物对表面的粘附性。在这种类型的测试中,食物样本有一个探针压在它上面,然后测量拉出它所需的力(见登录雷竞技app页面 为进一步的信息)。

使用各种附件和探针的拉伸试验示例

可以用拉伸试验来测量的性能

通常选择拉伸试验来测量:

拉伸强度、拉伸'断裂点'、延伸率、拉伸率、伸长率、爆裂点、拉伸模量、屈服应力和应变、断裂强度和应变、断裂韧性等。

要了解如何测量这些属性,请访问雷电竞app官方下载


用于拉伸试验的典型探头和夹具

与压缩测试相比,拉伸测试不太常见,部分原因是要以这样一种方式抓取/握住样品,即施加拉伸载荷而不使样品在抓取/握住点断裂,会更加困难。由于这个原因,广泛的夹具已经被设计来克服样品安装问题和防止抓地点故障,从而允许成功测量拉伸性能。



为什么要进行拉伸试验?


轴单元(N, g, kg, N/mm, N/mm2等)可以根据标准方法要求、制造商的材料规格要求、学术文献提交指南或操作人员的选择进行选择。

典型的纹理分析图,标注了材料拉伸到失效的特性

典型的纹理分析图,标注了材料拉伸到失效的特性


锡片狗骨试样拉伸试验应力-应变图

锡片狗骨试样拉伸试验应力-应变图


与所有的测试一样,所施加的力、探针移动的距离和时间都被记录下来。力-距离图通常以对应弹性(可逆)变形的直截面开始,然后大多数样品显示塑性(不可逆)变形的弯曲截面。不同的试样会给出不同的载荷距离响应——更强、更硬的试样会表现出更高的力,脆性试样在发生任何塑性变形之前就会断裂,而韧性试样则在曲线下显示出较大的面积,这对应于变形所需的大量能量。不同的材料显示出不同的图形形状。只要将试样的应力区域输入到Exponent软件中,就可以利用标准的应力工程方程,从拉伸应力-应变图中计算出几个有用的参数。这种测量越精确,应力数据就越准确。


要了解这些夹具是如何设计和制造的纹理分析附件页

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