市场上目前批量供应的试验机,液压式的一般从50kN到2000kN,常见的以300kN、600kN、1000kN、2000kN为主。电子式的一般从100N-300kN(范围甚至可以更广),常见的有5kN、10kN、20kN、50kN、100kN、200kN、300kN等。可以看出,液压式的集中于300kN以上,电子式的集中于100kN以下。
在技术能力上,两种类型的产品,近几年已经以较快的发展速度,进入到了“技术融合”阶段,尤其是上档次的机。下面以典型产品“微机控制电液伺服液压拉力试验机”和“微机控制电子拉力试验机”两种试验机为例,进行简要分析。
首先是测控系统。目前,无论是国内的产品,还是国外的产品,两种机型的测控系统均已完成了融合,软件系统基本一致,普通用户根本区分不开,表现为操作方式相同,用户面对同样的软件界面;基本功能相同,两类机的各种应力、应变控制方式,满足各类材料试验标准的能力基本一致;究其原因,主要是电液伺服技术、电子伺服技术与计算机控制技术的结合,导致了产品的测控手段向着数字化方向发展,从而使产品的技术模块越来越表现为表观上的一致。
其次是看主机。以前给业界的普遍印象是:电子拉力试验机,噪音小,无油污染
虽然造价高,但不论是大吨位还小吨位,都应作为试验室的选择产品。但几年过去了,持此观点的人突然发现电子拉力大吨位试验机,由于其夹具的演变大多来自小型机,试验效率非常低,在大批量应用的试验场合转轴寿命试验机很难发挥优势。而液压机的主要技术一直围绕金属冶金行业,在大吨位(30吨以上)批量试验应用场合,效率高,力学试验机升级,使用方便。而且,随着液压技术的进步,电液伺服试验机,不但油污染不高,而且噪音水平也大大降低了。
因此,近年来,人们选择拉力试验机,又逐渐向“大吨位用液压机、小吨位用电子机”的认识回归。
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抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值,也是金属在静拉伸条件下的上限承载能力。对于塑性材料,它表征材料上线均匀塑性变形的抗力,拉伸试样在承受上线拉应力之前,变形是均匀一致的,但超出之后,金属开始出现缩颈现象,即产生集中变形;对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料,它反映了材料的断裂抗力。符号为RM,单位为MPA。
试样在拉伸过程中,材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的上线力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度或者强度极限(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的上线能力。
计算公式为:σ=Fb/So
式中:Fb--试样拉断时所承受的上线力,N(牛顿);So--试样原始横截面积,mm2。
抗拉强度(Rm)指材料在拉断前承受上线应力值。当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达上线值。此后,钢材抵抗变形的能力明显降低,并在薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的上线应力值称为强度极限或抗拉强度。
单位:kn/mm2(单位面积承受的公斤力)
抗拉强度:Tensile strength.
抗拉强度=Eh,其中E为杨氏模量,h为材料厚度
目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用拉力材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定!
屈服强度(yield strength)
屈服强度:是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用,将会使零件持续失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,南川力学试验机,零件将会产生变形,小于这个的,维修力学试验机,零件还会恢复原来的样子。
yield strength,又称为屈服极限 ,常用符号δs,是材料屈服的临界应力值。
(1)对于屈服现象明显的材料,屈服强度就是屈服点的应力(屈服值);
(2)对于屈服现象不明显的材料,与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值(通常为0.2%的原始标距)时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标,是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形,应变增大,使材料失效,不能正常使用。
当应力超过弹性极限后,进入屈服阶段后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,应力应变出现微小波动,这种现象称为屈服。这一阶段的上线下限应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。
a.屈服点yield point(σs)
试样在试验过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力。
b.上屈服点upper yield point(σsu)
试样发生屈服而力下降前的上线应力。
c.下屈服点lower yield point(σSL)
当不计初始瞬时效应时屈服阶段中的下限应力。
有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度,称为条件屈服强度(yield strength)。
首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形(外力撤销后可以恢复原来形状)和塑性变形(外力撤销后不能恢复原来形状,形状发生变化,伸长或缩短)。
所谓屈服,是指达到一定的变形应力之后,金属开始从弹性状态非均匀的向弹-塑性状态过渡,它标志着宏观塑性变形的开始。
断面收缩率(percentage reduction of area 、reduction of area)
伸长率和断面收缩率表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。伸长率越大或断面收缩率越高,说明钢材塑性越大。钢材塑性大,高性价比的力学试验机,不仅便于进行各种加工,而且能保证钢材在建筑上的安全使用。因为钢材的塑性变形能调整局部高峰应力,使之趋于平缓,以免引起建筑结构的局部破坏及其所导致的整个结构破坏;钢材在塑性破坏前,有很明显的变形和较长的变形持续时间,便于人们发现和补救。
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