材料力學(xué)性能又稱機(jī)械性能，任何材料受力后都要產(chǎn)生變形，變形到一定程度即發(fā)生斷裂。這種在外載作用下材料所表現(xiàn)的變形與斷裂的行為叫力學(xué)行為，它是由材料內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，是材料固有的屬性。
1、拉伸實驗
拉伸試驗是其中一種最常用的試驗方法，用于測定試樣在受到軸向拉伸載荷后的行為。這些試驗類型可在室溫或受控(加熱或制冷)條件下進(jìn)行，以確定材料的拉伸性能。
適用材料：金屬、塑料、彈性體、紙張、復(fù)合材料、橡膠、紡織品、粘合劑、薄膜等。
常見的拉伸試驗結(jié)果：最大載荷、最大載荷下的撓度、最大載荷做功、剛度、斷裂載荷、斷裂時的形變、斷裂做功、弦斜率、應(yīng)力、應(yīng)變、楊氏彈性模量。
試驗儀器：萬能試驗機(jī)，高速試驗機(jī)等。
圖一 金屬鋁拉伸測試
部分測試標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 6397-1986《金屬拉伸試驗試樣》
ASTM D3039-76用于測定高模量纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料面內(nèi)拉伸性能
ASTM D638用于測定試件的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量
2、壓縮試驗
壓縮試驗是一種常用于測定材料的壓縮負(fù)載或抗壓性的試驗方法，同時也用于測定材料在受到一個特定的壓縮負(fù)載并保持一段設(shè)定時間后的恢復(fù)能力。壓縮試驗用于測定材料在加載下的行為。此外也可測定一段時間內(nèi)材料在(恒定或遞增)載荷下可承受的最大應(yīng)力。
適用材料：金屬、塑料、彈性體、紙張、復(fù)合材料、橡膠、紡織品、粘合劑、薄膜等。
試驗儀器：萬能試驗機(jī)，高速試驗機(jī)、壓縮試驗機(jī)等。
圖二 壓縮實驗演示
圖三 壓縮細(xì)節(jié)演示
注意事項：
1、壓縮試驗主要適用于脆性材料，如鑄鐵、軸承合金和建筑材料等；
2、對于塑性材料，無法測出壓縮強(qiáng)度極限，但可以測量出彈性模量、比例極限和屈服強(qiáng)度等。
部分測試標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T7314-2005《金屬壓縮實驗試樣》
ASTM D3410-75(剪切荷載法測定帶無支撐標(biāo)準(zhǔn)截面的聚合體母體復(fù)合材料壓縮特性的試驗方法)
GB/T7314-2005《金屬材料室溫壓縮試驗方法》
3、彎曲試驗
材料機(jī)械性能試驗的基本方法之一，測定材料承受彎曲載荷時的力學(xué)特性的試驗。
適用材料：多種不同的材料，包括金屬、塑料、木材、層壓板、刨花板、清水墻、瓷磚和玻璃等。
試驗儀器：萬能試驗機(jī)，高速試驗機(jī)
圖四 彎曲試驗演示
圖五 彎曲測試軟件
應(yīng)用范圍：主要有三點彎曲和四點彎曲兩種加載荷方式
測定灰鑄鐵的抗彎強(qiáng)度
測定硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度
測量陶瓷材料、工具鋼的抗彎強(qiáng)度
檢測和比較表面熱處理層的質(zhì)量和性能
檢測材料在受彎曲載荷下作用下的性能
部分測試標(biāo)準(zhǔn)：
ASTM D7624用于測定聚合物基復(fù)合材料的彎曲剛度與強(qiáng)度性能
GB/T232-2010《金屬材料彎曲試驗方法》
4、剪切試驗
剪切強(qiáng)度是指材料承受剪切力的能力，指外力與材料軸線垂直，并對材料呈剪切作用時的強(qiáng)度極限。
適用材料：多種材料，高分子，復(fù)合材料，金屬，木材，陶瓷，玻璃，等等
試驗儀器：萬能試驗機(jī)，微小強(qiáng)度試驗機(jī)等
萬能試驗機(jī)（拉力試驗機(jī)）
操作方法：將萬能試驗機(jī)彎曲、壓縮輔具拆下，安裝剪切輔具，試驗軟件中選擇 剪切試驗標(biāo)準(zhǔn)，然后像做彎曲試驗時一樣操作。
部分測試標(biāo)準(zhǔn)：
ASTM D5379適用大部分的纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料。
GB/T 18747.2-2002 厭氧膠粘劑剪切強(qiáng)度的測定(軸和套環(huán)試驗法)
GB/T 10007-2008 硬質(zhì)泡沫塑料 剪切強(qiáng)度試驗方法
GB/T 3903.21-2008 鞋類 粘扣帶試驗方法 反復(fù)開合前后的剪切強(qiáng)度
GB/T 7124-2008膠粘劑 拉伸剪切強(qiáng)度的測定(剛性材料對剛性材料)
5、沖擊試驗
沖擊試驗一般是確定軍用、民用設(shè)備在經(jīng)受外力沖撞或作用時產(chǎn)品的安全性、可靠性和有效性的一種試驗方法。
適用材料：多種材料，高分子，復(fù)合材料，金屬，木材，陶瓷，玻璃，紡織品等等
試驗儀器：沖擊試驗機(jī)（擺錘式和落錘式） ：手動沖擊試驗機(jī)、半自動沖擊試驗機(jī)、全自動沖擊試驗機(jī)。
圖六 沖擊試驗過程
常用技術(shù)指標(biāo)：峰值加速度、脈沖持續(xù)時間、速度變化量（半正弦波、后峰鋸齒波、梯形波）和波形選擇。
部分測試標(biāo)準(zhǔn)：
ISO 179-1-2010塑料.擺式?jīng)_擊性能的測定.
GB/T 17599-1998 防護(hù)服用織物 防熱性能 抗熔融金屬滴沖擊性能的測定
GB/T 15231.5-1994 玻璃纖維增強(qiáng)水泥性能試驗方法 抗沖擊性能
GB/T 14152-2001 熱塑性塑料管材耐性外沖擊性能
GB/T 21239-2007 纖維增強(qiáng)塑料層合板沖擊后壓縮性能試驗方
BS EN 950-1999 門扇.耐堅硬物體沖擊性能的測定
DIN ISO 2747-1999 瓷釉和搪瓷.搪瓷烹調(diào)器具.耐熱沖擊性能的測定
GB/T 3917.1-2009 紡織品織物撕破性能
BS EN ISO 6603-1-2000塑料 硬質(zhì)塑料沖孔性能的測定
6、疲勞試驗
疲勞試驗用以測定材料或結(jié)構(gòu)疲勞應(yīng)力或應(yīng)變循環(huán)數(shù)的過程。疲勞是循環(huán)加載條件下，發(fā)生在材料某點處局部的、永久性的損傷遞增過程。
適用材料：多種材料，包括高分子，復(fù)合材料，金屬等。
試驗儀器：電液伺服疲勞試驗機(jī)等
圖七 汽車零件疲勞試驗
圖八 疲勞試驗軟件
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2019-08-07 瀏覽：
