[发明专利]采用弯曲试验测试材料拉伸强度的改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试材料拉伸强度的改进方法，即采用弯曲试验来测试材料的抗拉强度。

背景技术

拉伸强度或抗拉强度是材料的基本力学参数之一，准确测试材料的拉伸强度是一项十分重要的工作。由于通过单轴拉伸试验直接测量某些材料(如脆性材料)的拉伸强度、拉伸弹性模量比较困难，一般人们多采用间接方法来测量。弯曲试验是测试材料拉伸强度的一种间接方法。经来旺发表于《西安科技学院学报》2001年第3期的论文《拉压弹性常数不同对梁的弯曲强度的影响》(以下简称文献1)，介绍了采用纯弯曲试验测试拉压弹性模量不同材料的抗拉强度R_t计算公式(见文献1中(19)式)：

Rt=3(1+m)bh2M---(1)]]>

式中，b、h分别为梁横截面的宽和高，M为纯弯梁上的弯矩，m为梁在线弹变形阶段的拉伸弹性模量E_t与压缩弹性模量E_c的比值，即

m=EtEc---(2)]]>

但是，该作者没有说明测量比值m的方法，也没有说明测量拉伸弹性模量E_t的方法，而对于某些材料而言，直接测试拉伸弹性模量也存在困难，因此文献1所述测试拉伸强度的方法具有严重的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种测试材料拉伸强度的方法，该方法解决了(1)式中m的测量问题，是对文献1所述方法的改进。

为解决上述技术问题，申请人提出如下方法：

设试样为窄高矩形截面的细长梁，即梁的高度大于宽度，跨度是高度5倍及以上。设试样水平放置，且加载时试样上表面受压，下表面受拉。对材料进行纯弯曲试验或横力弯曲试验，加载并使试样发生破坏，记录试样承受的荷载，并测量试样发生线弹性变形时纯弯曲段的上下表面任意位置处的轴向应变值ε_c、ε_t或横力弯曲段任意横截面的上下边缘的轴向应变值ε_c、ε_t，根据弯曲段横截面的平衡条件，得到材料的拉伸强度计算公式。

对于纯弯曲情况，由文献1的(17)式可知，

EtEc=(hcht)2---(3)]]>

式中，h_c、h_t分别横梁压缩区和拉伸区的高度。

由材料力学理论可知，横梁上表面和下表面的应变ε_c、ε_t分别为