材料在高溫下的力學(xué)性能與室溫差異顯著,需高溫爐與耐熱引伸計配合測試。例如,航空發(fā)動機葉片需在1000℃以上測試其蠕變(緩慢塑性變形)特性。關(guān)鍵點包括溫度均勻性控制、熱膨脹補償及傳感器抗熱干擾設(shè)計。測試數(shù)據(jù)為高溫合金開發(fā)提供依據(jù),直接影響設(shè)備的安全運行壽命。
基于胡克定律,在彈性階段應(yīng)力與應(yīng)變成正比,比例常數(shù)即為楊氏模量。超過屈服點后材料進入塑性變形階段,終可能因頸縮或斷裂失效。測試需控制加載速率與數(shù)據(jù)采集頻率,以捕捉瞬態(tài)響應(yīng)。
典型測試系統(tǒng)包含力學(xué)加載裝置(如試驗機)、引伸計或激光位移傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊及分析軟件。設(shè)備支持高溫/低溫環(huán)境模擬、動態(tài)疲勞加載及多軸應(yīng)力狀態(tài)控制,滿足復(fù)雜工況需求。
標(biāo)準(zhǔn)試樣需符合ASTM E8(金屬)或ISO 527(塑料)等規(guī)范,包括尺寸精度、表面光潔度及幾何形狀(如啞鈴型、圓柱型)。邊緣倒角處理可避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的提前失效,確保結(jié)果可比性。
適用于泡沫、橡膠等軟質(zhì)材料,需防止試樣橫向膨脹導(dǎo)致的失穩(wěn)。通過環(huán)形夾具或潤滑處理減少摩擦效應(yīng),準(zhǔn)確獲取壓縮模量及屈服行為,為緩沖材料設(shè)計提供依據(jù)。
采用X射線衍射或鉆孔法檢測加工后材料內(nèi)部殘余應(yīng)力分布。焊接結(jié)構(gòu)中的拉應(yīng)力可能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂,測試結(jié)果為熱處理工藝優(yōu)化提供依據(jù)。
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