試驗(yàn)機(jī)相關(guān)知識介紹

1．試驗(yàn)機(jī)的定義
1．1試驗(yàn)機(jī)概念和用途：
試驗(yàn)機(jī)是在各種條件、環(huán)境下測定金屬材料、非金屬材料、機(jī)械零件、工程結(jié)構(gòu)等的機(jī)械性能、工藝性能、內(nèi)部缺陷和校驗(yàn)旋轉(zhuǎn)零部件動態(tài)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(shù)和新結(jié)構(gòu)的過程中，試驗(yàn)機(jī)是一種不可缺少的重要測試儀器。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運(yùn)輸、等工業(yè)部門以及大專院校、科研院所的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。對有效使用材料、改進(jìn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、保證產(chǎn)品安全可靠等都具有重要作用。

1．2試驗(yàn)機(jī)的種類：
試驗(yàn)機(jī)的種類很多，有多種不同的分類方法。按照傳統(tǒng)分類方法可以分為金屬材料試驗(yàn)機(jī)、非金屬材料試驗(yàn)機(jī)、動平衡試驗(yàn)機(jī) 、振動臺和無損探傷機(jī)等五大類。
1．2．1材料試驗(yàn)機(jī)的分類：
材料試驗(yàn)機(jī)的品種、型號很多，它們的加荷方法、結(jié)構(gòu)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(jī)械性能用試驗(yàn)機(jī)和工藝試驗(yàn)用試驗(yàn)機(jī)
1．2．1．2按加荷方法分類:
靜負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)(靜態(tài))和動負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)(動態(tài))
1．2．1．2．1靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)主要包括：
●萬能試驗(yàn)機(jī)：液壓萬能試驗(yàn)機(jī)和電子萬能試驗(yàn)機(jī)
●壓力試驗(yàn)機(jī)
●拉力試驗(yàn)機(jī)
●扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)
●蠕變試驗(yàn)機(jī)
1．2．1．2．2動態(tài)試驗(yàn)機(jī)主要包括：
疲勞試驗(yàn)機(jī)：動靜萬能試驗(yàn)機(jī)、單向脈動疲勞試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)等
1．2．1．3按測力方式分類:
機(jī)械測力試驗(yàn)機(jī)和電子測力試驗(yàn)機(jī)
1．2．1．4按控制方式分類:
手動控制和微機(jī)伺服控制試驗(yàn)機(jī)
1．2．1．5按油缸位置分類:
油缸上置式和油缸下置式試驗(yàn)機(jī)

1．3材料試驗(yàn)
1．3．1材料的機(jī)械性能：
材料在外力的作用下，所表現(xiàn)的抵抗變形或破壞的能力，稱作材料的機(jī)械性能。包括強(qiáng)度、塑性、彈性、脆性、斷裂韌性、硬度等。
1．3．2.材料試驗(yàn)：
機(jī)械性能試驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
1．3．3材料的機(jī)械性能試驗(yàn)：
拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗(yàn)。
1．3．3．1拉伸試驗(yàn)：
又稱拉力試驗(yàn)，是緩慢地在試樣兩端施加負(fù)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(jìn)行到拉斷為止。通過拉伸試驗(yàn)可測定材料的抗拉強(qiáng)度和塑性特性等。
●拉伸試樣要符合相關(guān)的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對不同材料的拉伸試驗(yàn)要求。
●試驗(yàn)設(shè)備：萬能試驗(yàn)機(jī)、拉力試驗(yàn)機(jī)。
●拉伸試驗(yàn)曲線 應(yīng)力—應(yīng)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(diǎn)對應(yīng) PP值叫做比例極限負(fù)荷。 b點(diǎn)對應(yīng) Pe值叫做彈性極限負(fù)荷(不產(chǎn)生永久變形的最大抗力)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(diǎn)屈服點(diǎn)對應(yīng)PS c—d波形段“平臺"
●階段 3(dB)—均勻塑性變形階段 B點(diǎn)對應(yīng)Pb值材料的強(qiáng)度極限負(fù)荷(所能承受的最大載荷)
●階段4 (BK)—局部集中變形階段(縮頸)K點(diǎn)為斷裂點(diǎn)對應(yīng)Pk值斷裂負(fù)荷。
1．3．3．2壓縮試驗(yàn)：
與拉伸試驗(yàn)相反，用于測定材料在靜壓力作用下的壓力強(qiáng)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(yàn)設(shè)備：萬能試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)
1．3．3．3彎曲試驗(yàn)：
用于測定材料或構(gòu)件等地彎曲強(qiáng)度極限，彈性模量及最大撓度。
●分為簡支梁彎曲試驗(yàn)和純彎曲試驗(yàn)
●試驗(yàn)設(shè)備：萬能試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)(配備彎曲附件)
1．3．3．4剪切試驗(yàn)
●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(zhì)量。
●剪切試驗(yàn)分為單項剪切和雙向剪切試驗(yàn)。
●試驗(yàn)設(shè)備：萬能試驗(yàn)機(jī)
1．3．3．5沖擊試驗(yàn)
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(diǎn)是沖擊力大、作用時間短、變化快。
1．3．3．6硬度試驗(yàn)
是一種迅速、經(jīng)濟(jì)的機(jī)械試驗(yàn)方法，是測定材料機(jī)械性能應(yīng)用較廣泛的方法之一，是唯一不損壞試件機(jī)械性能的試驗(yàn)。
1．3．3．7其他試驗(yàn)
●扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
●疲勞試驗(yàn)
●蠕變試驗(yàn)
●松弛試驗(yàn)
●持久試驗(yàn)

1.4金屬機(jī)械性能的試驗(yàn)方法
金屬材料的室溫拉伸試驗(yàn)
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(xiàn)的抵抗變形或破壞的能力，稱做材料的機(jī)械性能。機(jī)械性能包括：強(qiáng)度、塑性、彈性、脆性、韌性、斷裂韌性、硬度等。
1.1強(qiáng)度：材料在外力(靜負(fù)荷)的作用下，抵抗其變形或破壞的能力稱做強(qiáng)度。抵抗外力的能力越大，強(qiáng)度越高，強(qiáng)度的單位Pa或Mpa(N/mm2或MN/m2)。
按材料受力作用不同，強(qiáng)度分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。
1.2塑性：材料在外力作用下，產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，以能恢復(fù)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(bǔ)破壞的一種能力稱做沖擊韌性。
1.6斷裂韌性：材料內(nèi)部存在著由于各種原因所產(chǎn)生的微小裂紋在外力作用下，材料抵抗該裂紋擴(kuò)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(yàn)中，特別是金屬材料的靜態(tài)試驗(yàn)，普通中經(jīng)常用的是在室溫條件下進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)。因?yàn)榻饘倮煸囼?yàn)比較容易作，得到的數(shù)據(jù)能夠反映受試材料的機(jī)械特點(diǎn)，因此得到普遍的應(yīng)用。而作為金屬材料拉伸試驗(yàn)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法，具體體現(xiàn)了對金屬材料拉伸的要求和規(guī)定。
這個標(biāo)準(zhǔn)是金屬試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化里的大標(biāo)準(zhǔn)，這不僅是因?yàn)樗鼞?yīng)用普遍，同時，許多其他的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都引用了這個標(biāo)準(zhǔn)，成為那些標(biāo)準(zhǔn)的一部分。