拉伸試驗(yàn)的夾持原理

針對常見的延性金屬拉伸實(shí)驗(yàn)的柱面試樣，通過進(jìn)行拉伸試樣的受力和失效形式分析，導(dǎo)出拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣夾持段和夾具需要滿足的基本條件， 并結(jié)合實(shí)際試樣的兩種典型的拉伸試驗(yàn)， 材料屈服強(qiáng)度試驗(yàn)和極限強(qiáng)度試驗(yàn)， 給出了初始預(yù)緊壓力、 系統(tǒng)摩擦特性參數(shù)和試樣的幾何尺寸、 材料性能參數(shù)之間需要滿足的制約關(guān)系。 目的是建立夾持原理的確定性分析模型，為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制定、試驗(yàn)設(shè)備和試樣的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)操作提供依據(jù)。同時(shí)，為隨機(jī)分析做前期準(zhǔn)備。

拉伸試驗(yàn)是質(zhì)量檢驗(yàn)和材料性能測試研究中應(yīng)用最為廣泛的試驗(yàn)形式。 拉伸試驗(yàn)的加力和試驗(yàn)過程是簡單和方便的， 但拉伸試樣夾持段的受力和試驗(yàn)所涉及的因素卻是很復(fù)雜的。 對于材料的極限應(yīng)力試驗(yàn)和等截面桿件的極限拉力測試， 不僅需要進(jìn)行極限狀態(tài)下的受力分析， 還需要考慮夾持過程中隨機(jī)因素影響。

夾持原理是試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定、 試驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和試樣的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)操作的基本依據(jù)。也是進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)和試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)。 拉伸試驗(yàn)夾持的有效性涉及試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和試樣的形狀、材質(zhì)，測試目的等諸多方面。而夾持問題的研究，需要從試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和被測試樣的材料力學(xué)兩方面統(tǒng)一加以考慮。 這是目前尚缺乏的工作， 是各種試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書都沒有涉及的內(nèi)容。

本文首先針對常見的延性金屬拉伸實(shí)驗(yàn)的柱面試樣， 通過進(jìn)行拉伸試樣的受力和失效形式分析， 導(dǎo)出拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣夾持段和夾具需要滿足的基本條件， 并結(jié)合實(shí)際試樣的兩種典型的拉伸試驗(yàn)，材料屈服強(qiáng)度試驗(yàn)和極限強(qiáng)度試驗(yàn)，給出幾何尺寸、 材料性能參數(shù)之間需要滿足的制約了初始預(yù)緊壓力、系統(tǒng)摩擦特性參數(shù)和試樣的關(guān)系。 目的是建立夾持原理的確定性分析模型，為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制定、試驗(yàn)設(shè)備和試樣的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)操作提供依據(jù)。同時(shí)， 為復(fù)雜的隨機(jī)分析做前期準(zhǔn)備。