La prova di trazione è il metodo più fondamentale per determinare le proprietà meccaniche dei materiali.Applicando una forza di trazione assiale a un campione standard e registrando la curva di spostamento della forza, analizza ulteriormente gli indicatori meccanici chiave del materiale come la resistenza, la plasticità e l'elasticità.
Simulando il processo di deformazione e di guasto dei materiali sotto forza assiale,si ottiene quantitativamente la capacità del materiale di resistere alle forze esterne (forza) e la capacità di deformazione (plasticità), fornendo una base per la selezione dei materiali, la progettazione strutturale e l'ispezione della qualità.
Sulla base della curva di trazione (curva sforzo-deformazione), si possono estrarre i seguenti indicatori fondamentali, i cui significati fisici e scenari di applicazione sono illustrati nella tabella seguente:
Le curve di sforzo-deformazione dei diversi tipi di materiali variano significativamente, riflettendo direttamente le loro caratteristiche meccaniche:
- Materiali di plastica (ad esempio acciaio a basso tenore di carbonio): La curva è composta da quattro fasi: fase elastica (ripresa dopo lo scarico), fase di rendimento (la tensione rimane invariata mentre la tensione aumenta), fase di indurimento della tensione (tensione e tensione aumentano simultaneamente),La percentuale di allungamento dopo la frattura è elevata (δ > 5%).
- Materiali fragili (per esempio, ceramica, ghisa): non vi è uno stadio di resa evidente; si fratturano immediatamente dopo lo stadio elastico; la percentuale di allungamento dopo la frattura è estremamente bassa (δ < 5%),e la resistenza alla trazione è molto inferiore alla resistenza alla compressione.
- Materiali altamente elastici (ad esempio gomma): la deformazione elastica è estremamente elevata (fino al 1000%), il modulo di elasticità è basso, non si verifica alcuna deformazione plastica e si riprende completamente dopo lo scarico.
L'accuratezza dei risultati delle prove dipende dal controllo dei seguenti fattori:
- Specificità del campione: deve essere conforme alle norme nazionali (ad esempio, GB/T 228.1) per garantire dimensioni uniformi (lunghezza, diametro) ed evitare errori causati da differenze di campione.
- Tasso di carico: un caricamento eccessivamente rapido fa sì che il materiale mostri una "aumento della fragilità" (ad esempio, l'acciaio a basso tenore di carbonio può non avere un rendimento evidente); il caricamento deve essere effettuato alla velocità standard (ad esempio,1 ~ 5 mm/min).
- Condizioni ambientali: Le alte temperature riducono la resistenza del materiale e aumentano la plasticità; le basse temperature rendono i materiali fragili (ad esempio, "fragilità a freddo" dell'acciaio a basse temperature).La temperatura di prova deve essere chiaramente specificata.
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