La prueba de tracción es el método más fundamental para determinar las propiedades mecánicas de los materiales. Al aplicar una fuerza de tracción axial a una probeta estándar y registrar la curva fuerza-desplazamiento, se analizan además indicadores mecánicos clave del material, como la resistencia, la plasticidad y la elasticidad.
Al simular el proceso de deformación y fallo de los materiales bajo fuerza axial, se obtiene cuantitativamente la capacidad del material para resistir fuerzas externas (resistencia) y la capacidad de deformación (plasticidad), proporcionando una base para la selección de materiales, el diseño estructural y la inspección de calidad.
Basándose en la curva de tracción (curva esfuerzo-deformación), se pueden extraer los siguientes indicadores principales. Sus significados físicos y escenarios de aplicación se muestran en la tabla siguiente:
Las curvas esfuerzo-deformación de diferentes tipos de materiales varían significativamente, lo que refleja directamente sus características de propiedad mecánica:
- Materiales plásticos (por ejemplo, acero de bajo carbono): La curva tiene cuatro etapas: etapa elástica (recuperación después de la descarga), etapa de fluencia (el esfuerzo permanece sin cambios mientras la deformación aumenta), etapa de endurecimiento por deformación (el esfuerzo y la deformación aumentan simultáneamente) y etapa de estricción-fractura. El porcentaje de alargamiento después de la fractura es alto (δ > 5%).
- Materiales frágiles (por ejemplo, cerámica, fundición): No hay una etapa de fluencia obvia; se fracturan directamente después de la etapa elástica. El porcentaje de alargamiento después de la fractura es extremadamente bajo (δ < 5%), y la resistencia a la tracción es mucho menor que la resistencia a la compresión.
- Materiales altamente elásticos (por ejemplo, caucho): La deformación elástica es extremadamente grande (hasta el 1000%), el módulo de elasticidad es bajo, no hay deformación plástica y se recupera completamente después de la descarga.
La precisión de los resultados de la prueba depende del control de los siguientes factores:
- Especificaciones de la probeta: Debe cumplir con las normas nacionales (por ejemplo, GB/T 228.1) para garantizar dimensiones uniformes (longitud, diámetro) y evitar errores causados por diferencias en las probetas.
- Velocidad de carga: Una carga excesivamente rápida hará que el material muestre "mayor fragilidad" (por ejemplo, el acero de bajo carbono puede no tener una fluencia obvia). La carga debe realizarse a la velocidad estándar (por ejemplo, 1~5 mm/min).
- Condiciones ambientales: Las altas temperaturas reducen la resistencia del material y aumentan la plasticidad; las bajas temperaturas hacen que los materiales sean frágiles (por ejemplo, "fragilidad en frío" del acero a bajas temperaturas). La temperatura de la prueba debe especificarse claramente.
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