材料拉伸試驗
關注創建者：寒寒boy 創建時間：2017-12-22
材料拉伸試驗的視頻教程
ABAQUS-單軸拉伸試驗模擬教程（系列）（無聲）
拉伸試驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。利用拉伸試驗得到的數據可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。從高溫下進行的拉伸試驗可以得到蠕變數據。金屬拉伸試驗的步驟可參見ASTM E-8標準。塑料拉伸試驗的方法參見ASTM D-638標準、D-2289標準（高應變率）和D-882標準（薄片材）。
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準靜態拉伸模擬及提取期刊論文曲線參數方法、層狀復合材料拉伸模擬
后序有時間會制作，層狀復合材料的拉伸與裂紋分層斷裂擴展過程 附件模型是當晚臨時做的，供大家學習（2021.8.14）。 另外，發現在學校的時候用的一個小軟件也能在平時工作用到，小巧且好用，推薦給各位學習。用來作為一門補充課程。
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視頻管理 / 準靜態拉伸試驗與ABAQUS數值模擬（JC本構，質量縮放）
準靜態拉伸的簡單介紹和數值模擬操作，本構參數是自己做試驗標定出來的JC硬化參數，由于是準靜態模擬，沒有考慮應變率效應和溫度效應。
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材料拉伸試驗的實例教程
試驗時，傳感器與試件測量段（亦稱“測量標距”）的兩端點“固定”，傳感器測得標距間的變形（伸長或縮短）并將其轉化為其他信號（如電信號、光信號），經放大器放大并由記錄器采集，從而獲得數據。
引伸計包括機械式引伸計、光學引伸計、電子引伸計（圖1）等。目前土木工程試驗中較常用電子引伸計，如各類材料的拉伸試驗。而電子引伸計又可分為軸向引伸計、橫向引伸計和夾式引伸計。本文主要談談對
軸向電子引伸計（測量試件沿加載方向的線變形）的一些理解，如圖1，其包括
刀刃、
標距桿、
標距桿墊片、
力臂等部件。
圖1 軸向電子引伸計
2. Why it ?| 為什么需要用引伸計？
目前多數試驗機都能記錄加載頭的位移，利用位移計也能測量試件的變形，這兩者相對于引伸計的安裝和使用都方便太多，所以剛開始做材料拉伸試驗時，我對試件上額外添加一個引伸計是疑惑的。
那么使用引伸計的意義是什么？
結合試驗來談一談會一點。
當進行材料拉伸試驗時，試件所受荷載可以直接從試驗機獲得，記為
F；試件的“受拉伸長量”也可以直接從試驗機獲得，記加載頭位移為
d；那拉伸試驗的荷載-位移曲線不就已經可以繪制了么？如果試件的截面積為
A，原長為
l，那
σ=
F/
A、
ε=
d/
l后拉伸試驗的應力-應變曲線也能得到。
圖2 應力-應變曲線
好像有道理哈？
展開 所謂強度系指試樣受軸向拉伸負荷過程中任一瞬間,金屬抵抗變形或破斷的能力,一般以原單位橫截面積上所受的力表示。而塑性則為試樣經拉伸到破斷后，以百分數表示的標距的伸長率和斷裂處原橫截面積的縮減率。
2、拉伸試驗步驟
1）準備試件。對相同大小規格形狀的普碳鋼和鋁合金試樣分別進行拉伸試驗。用刻度機在原始標距范圍內刻劃圓周線。將標距內分為等長的10格。測量得到其原始直徑為10mm，原始標距長度為100mm。
2）調整試驗機。手動控制上夾頭至合適的夾持位置。選擇合適的測力度盤。開動試驗機，使工作臺上升10mm左右，以消除工作臺系統自重的影響。調整主動指針對準零點，從動指針與主動指針靠攏，調整好自動繪圖裝置。
3）裝夾試件。先將試件裝夾在上夾頭內，再將下夾頭移動到合適的夾持位置，最后夾緊試件下端。（鋁合金材料無顯著屈服現象需轉載電子引伸計）
4）檢查與試車。檢查以上步驟完成情況。開動試驗機，預加少量載荷（載荷對應的應力不能超過材料的比例極限），然后卸載到零，以檢查試驗機工作是否正常。
5）進行試驗。開動試驗機，緩慢而均勻地加載，仔細觀察測力指針轉動和繪圖裝置繪出圖的情況。注意捕捉屈服荷載值，將其記錄下來用以計算屈服點應力值。屈服階段注意觀察滑移現象。過了屈服階段，加載速度可以快些。將要達到最大值時，注意觀察“縮頸”現象。試件斷后立即停車，記錄最大荷載值。（鋁合金試樣無明顯屈服現象）
6）取下試件和記錄紙。
7）用游標卡尺測量斷后標距。
展開 Abaqus纖維復合材料開孔板拉伸試驗，已實現層合板斷裂，且已解決網格畸變問題，層間內插0厚度cohesive單元，模型采用puck失效準則
內附有cae，inp，puck Vumat 子程序，操作視頻
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測試設備為液壓伺服型高速拉伸試驗機和高速相機及數字圖像處理系統。
基于國內外行業研究現狀，該試驗考察了8個影響因素：夾具材料、相機角度/距離、試驗材料、應變測試、樣條形狀/標距、試樣夾持端長度、應力測試、應變速率。按照DFSS（6西格瑪設計）進行正交試驗，各影響因素的水平設置如表1所示。
表1 圓棒試樣高應變速率拉伸的DISS設計方案
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試驗結果與分析
2.1 夾具材料選擇
拉伸試驗采用螺紋旋緊夾持方式：夾具內螺紋長度大于圓棒試樣螺紋端長度，確保試樣螺紋全部擰入。利用現有高速拉伸設備，加工了 M12 mm 內螺紋的 45 鋼和鈦合金兩種夾具，熱處理后硬度分別為 31 HRC 和 30 HRC。在 500 s?1 應變速率下對 AlSi10Mg 試樣進行拉伸，結果如圖 1 所示：鈦合金夾具測得的曲線振蕩幅值明顯低于 45 鋼夾具，因此后續試驗均選用鈦合金夾具。
圖1 AlSi10Mg鋁合金在不同材料夾具下的力-位移曲線
2.2 相機角度/距離的調節
試驗發現，當試樣的直徑確定后，兩臺相機的距離和角度基本固定，因此只要能夠標定出相機清楚圖像，距離和角度不需做出改變。
2.3 試驗材料對高速拉伸試驗的影響
在應變速率 1 s?1 條件下測得鑄鐵及鑄鋁的應力-應變曲線，如圖 2 所示。通過設備自帶的力傳感器測試應力，使用一臺相機測試應變。可見同組試樣的試驗曲線平滑且重合性好，與靜態拉伸試驗機測得的應力-應變曲線相近。改變各項測試控制因子并觀察曲線，同組試驗結果仍然相似，因此接下來重點考察應變速率為100 s?1和500 s?1的情況。
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Abaqus纖維復合材料層合板拉伸試驗仿真模型!
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模擬過程采用hashin子程序，有錄制整個建模操作視頻，可贈送復合材料層合板快速建模插件!
</div><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
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材料拉伸試驗的最新內容
原始文獻：《Mechanical modelling of indentation-induced densification in amorphous silica》
該文章為了模擬非晶態二氧化硅的壓縮力學性能，把拉伸與壓縮分開處理：拉伸側采用熟悉的 von Mises 屈服，壓縮側則切換到 cap 屈服面。這樣的設計，正好對應了非晶二氧化硅在壓痕加載下“既會發生剪切塑性，又會發生永久致密化
最關鍵的影響在于仿真領域：材料等雙軸拉伸試驗的應變范圍小，將直接導致無法準確擬合材料超彈性本構模型（如Yeoh、Ogden模型）的參數。
本構模型的擬合，本質上是利用試驗數據來“校準”一個數學公式。如果校準所用的數據（試驗應變范圍）遠小于實際使用工況，那么在此范圍之外的模型預測行為就等同于“無據可依”的外推（如下圖所示），其準確性無法保證。
我司測試獲得的典型材料拉伸試驗應力應變曲線
核心疲勞性能與耐久性邊界
從斷裂力學與裂紋萌生兩個角度系統研究材料的疲勞發展歷程。
核心測試
疲勞裂紋擴展測試、動態變載荷循環疲勞拉伸、最大撕裂能測試、本征強度測試。
工程價值
量化材料的疲勞裂紋擴展速率與裂紋萌生壽命，確定其耐久極限，為基于物理機理的疲勞壽命預測模型提供關鍵輸入。
概述：
單軸拉伸試驗是了解大多數材料并獲取應力與應變關系的主要方法。可靠的拉伸數據對于組件設計至關重要。本案例展示了如何進行拉伸試驗并獲取應變圖。
目標：
觀察在施加漸進式位移載荷的單軸拉伸試樣中的應變。
步驟：
1、打開Ansys Workbench，創建一個“靜態結構”系統。
2、定義拉伸試驗樣品的材料屬性。本例中使用的是結構鋼。
Abaqus纖維復合材料螺栓連接件拉伸模型
顯示動力學
內插0厚度cohesive以模擬層間分層
復合材料采用VUMAT子程序，內附有cae，inp，puck子程序，操作視頻，ODB等文件
可贈送收集的纖維復合材料相關學習資料，特別適合初學者！
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復合材料因其卓越的比強度、比剛度和可設計性，在航空航天、軌道交通、汽車工業等高端裝備領域獲得了廣泛應用。其中，壓縮性能是評價復合材料結構承載能力的關鍵指標，然而，由于其各向異性、層間強度相對較低等特點，壓縮性能的準確測試一直是材料測試領域的難點和重點。
復合材料壓縮測試方法多樣，其核心區別在于載荷引入方式，不同的方式對應著不同的應用場景和材料類型。
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ASTM
工程上對金屬材料的拉伸試驗通常要求應變速率在10?2～103 s?1之間。一般應變速率小于0.1 s?1時，可以在靜態試驗機上進行試驗，規范參考GB/T 228.1—2010《金屬材料拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》；當應變速率大于0.1 s?1時，需要在高速拉伸試驗機上進行試驗，稱為高應變速率拉伸測試。
當下，消費者對電子產品的追求已超越單純的功能性，轉向更極致的審美體驗與更可靠的使用品質。超薄筆記本、平板電腦、智能手機等設備不僅需要輕薄便攜，更要堅固耐用。
圖1 消費電子產品
聚碳酸酯（PC）及其復合材料因其優異的綜合性能，已成為高端電子產品外殼的首選材料。然而，該復合材料在服役時極易受到較強的沖擊載荷，因此，掌握纖維增強 PC 復合材料在寬應變率范圍內的力學行為特征和失效機理顯得尤為重要
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