材料拉伸强度试验仪核心功能的总结

材料拉伸强度试验仪对材料（试样）的要求，用于测试材料（如金属、塑料、橡胶、纺织品等）在拉伸状态下的力学性能的精密设备，广泛应用于工业、科研及质检领域。

以下是其核心功能、技术参数及市场概况的总结：与绝缘强度试验相比，其关注点不同，核心在于确保试样能真实反映材料的力学性能，并在断裂前承受均匀的拉伸应力。

北京北广精仪仪器设备有限公司 专业生产玻璃钢检测设备

以下是详细的要求，主要依据国家标准GB/T1447《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》以及ASTMD3039等标准。

一、核心要求概述

总原则是试样的形状、尺寸、纤维取向和加工质量必须保证试验时在标距段内产生均匀的应力分布，最终发生理想的断裂模式（即发生在标距内的材料本体断裂），从而获得真实有效的拉伸强度与弹性模量。

二、具体技术要求

1.形状与尺寸

这是拉伸试验中最关键的部分。玻璃钢是各向异性材料，其形状尺寸必须经过精密设计。

基本形状通常为哑铃型或矩形直条型。

哑铃型试样带有圆弧过渡的肩部，适用于大多数玻璃钢板材。这种形状能确保断裂发生在平行段（标距段）中心，避免在夹持端应力集中而提前破坏。

矩形直条型试样加工简单，但对夹持要求非常高。容易在夹持端附近因应力集中而破坏，结果可能偏低。通常需要在夹持端粘贴加强片（如玻璃纤维布或铝片）来分散夹持力。

标准尺寸以的哑铃型试样为例（参考GB/T1447）

总长度≥230mm

平行段长度（标距）通常为(50±0.5)mm或(100±0.5)mm。标距是测量变形的基准长度。

平行段宽度通常为(10±0.2)mm或(15±0.2)mm。

厚度通常为210mm，推荐厚度为24mm。同一组试样的厚度公差应严格控制在±0.1mm或更小。

过渡圆弧半径非常重要，通常为75mm左右，以确保平滑过渡，减少应力集中。

2.纤维取向

这是玻璃钢试验的、至关重要的要求。

明确方向试样必须根据测试目的，明确其纤维方向与拉伸方向的夹角。最常见的两种

0°方向纤维方向与拉伸方向平行。用于测试纵向拉伸强度，这是材料能承受的最大拉伸载荷。

90°方向纤维方向与拉伸方向垂直。用于测试横向拉伸强度，该强度通常远低于纵向强度。

取样标识从板材上取样时，必须用性标记笔清晰标明纤维方向和试样编号。

3.外观与加工质量

表面质量试样表面应平整、光滑，无划痕、气泡、分层、褶皱和杂质。任何缺陷都会成为应力集中点，导致提前断裂。

边缘质量边缘应光滑、无毛刺、无缺口。加工后的边缘最好进行轻度打磨（如用细砂纸），以消除微裂纹。粗糙的边缘是常见的断裂起源点。

平行度与垂直度试样的两个侧面应平行，端面应与轴线垂直，以确保受力均匀。

4.制备方法

方法模压成型是获得最佳试样质量的方法，能直接得到尺寸精确、纤维分布均匀、无机械损伤的试样。

机械加工从大板上切割是常用方法。必须使用金刚石砂轮片或水刀进行切割。

严禁使用普通刀具冲剪，这会严重破坏纤维和树脂界面，导致数据严重失真。

水刀切割效果较好，但要注意避免边缘被水浸湿，需及时干燥。

加工时应留有余量，最后精磨至标准尺寸。

5.预处理（状态调节）

与绝缘试验类似，为了结果的可比性，试样需在标准实验室环境（如23±2）℃,(50±5)%RH下放置不少于24小时。

试验也最好在相同环境下进行。

6.数量

由于材料性能和试验的分散性，每组有效试样数量不应少于5个。如果数据离散过大，需要增加试样数量以进行统计分析。

三、对试验结果判定的关键断裂模式

拉伸试验是否有效，不仅看数据，更要看试样的断裂形态。试验后必须检查每个试样的断裂情况。

断裂模式是否有效原因与处理

理想断裂断裂发生在平行段中部或附近。有效表明应力分布均匀，测得的数据能代表材料的本体性能。

夹持端断裂断裂发生在夹具接触的端部或内部。通常无效由夹持力过大或应力集中引起，测得强度值偏低，应舍弃。需检查夹具是否打滑、是否需加加强片。

层间剪切断裂断裂面与轴线呈~45°角。可能无效对于某些铺层设计的材料可能有效，但通常说明剪切强度先于拉伸强度达到极限，结果非纯拉伸强度。

边缘断裂从试样边缘的缺陷处开始断裂。无效由加工损伤引起，数据不可靠，应舍弃。

四、总结试样不合格的常见后果

试样问题对试验结果的潜在影响

纤维方向不准确测试结果错误，无法表征预定方向的性能。

尺寸超差，尤其是厚度不均计算应力（力/截面积）错误，导致强度值失真。数据离散度大。

边缘有损伤或毛刺成为断裂起源点，导致提前破坏，测得强度值显著偏低。

过渡圆弧不光滑或有加工瑕疵在圆弧处产生应力集中，导致非标距段断裂，试验无效。

存在气泡、分层等内部缺陷在缺陷处提前破坏，强度值不能代表材料正常性能。

五、建议操作流程

1.明确标准确定遵循GB/T1447还是ASTMD3039等，严格按标准要求加工试样。

2.精心取样从有代表性的大板上，精确按照纤维方向取样。

3.精密加工使用合适的加工工具，确保尺寸精度和边缘质量。

4.状态调节进行充分的预处理。

5.准确测量试验前，精确测量每个试样平行段的宽度和厚度（至少测三点取平均值），用于计算横截面积。

6.正确安装将试样对中安装到试验机夹具中，确保受力轴线与试样轴线重合。

7.观察与记录试验过程中观察现象，试验后记录断裂载荷和断裂模式，无效数据应舍弃。

总之，对于玻璃钢拉伸试验，“试样制备的质量直接决定了试验数据的质量"。一个合格的试样是获得准确、可靠拉伸强度、模量和断裂伸长率数据的基础。