美标测试
ASTM 标准分类
ASTM 标准分以下六种类型。
(1)标准试验方法(Standard Test Method)它是为鉴定、检测和评估材料、产品、系统或服务的质量、特性及参数等指标而***用的规定程序。
(2)标准规范(Standard Specification) 它对材料、产品、系统，或项目提出技术要求并给出具体说明，同时还提出了满足技术要求而应***用的程序。
(3)标准惯例(Standard Practice) 它对一种或多种特定的操作或功能给予说明，但不产生测试结果的程序。
(4)标准术语(Standard Terminology) 它对名词进行描述或定义，符号、缩略语、首字缩写进行说明。
(5)标准指南(Standard Guide) 它对某一系列进行选择或对用法进行说明，但不介绍具体实施方法。
(6)标准分类(Class．fication) 它根据其来源、组成、性能或用途，对材料、产品、系统，或特定服务进行区分和归类。
目前常用的ASTM 金属力学性能测试标准有：
AS FM A37O—O2el钢产品力学性能试验方法和定义
ASTM B557-02锻造和铸造铝合金及镁合金产品拉伸试验方法
ASTM B557M-02锻造和铸造铝合金及镁合金产品拉伸试验方法(公制)
ASTM E4一O2试验机力值的校验方法
ASTM E6—02a力学性能试验方法相关术语
ASTM E8一O 1e1金属材料拉伸试验方法
ASTM ESM 一01el金属材料拉伸试验方法(公制)
ASTM E9—89a(2000)金属材料室温压缩试验方法
AS FM ElO—O1金属材料布氏硬度试验方法
A STM E18—02金属材料洛氏硬度和洛氏表面硬度试验方法
ASTM E2l一92(1998)el金属材料高温拉伸试验方法
ASTM E23—02金属材料缺口试样冲击试验方法
ASTM E74—02试验机用测力仪的校准规程
ASTM E83-02引伸计的校验和分级方法
AS FM E92—82(2003)金属材料维氏硬度试验方法
ASTM E1O3—84(2002)金属材料快速压痕硬度试验方法
ASTM E110—82(2002)用便携式硬度仪测定金属材料压痕硬度的试验方法
ASTM E111—***杨氏弹性模量、正切模量***向模量的试验方法
ASTM E132—***室温泊松比试验方法
AS FM E139—00el金属材料蠕变、蠕变断裂和应力断裂试验方法
ASTM E143-02室温剪切模量试验方法
ASTM 9O一92(19***)焊缝塑性导向弯曲试验方法
AS FM E2O8—95a(2000)铁素体钢无塑性转变温度落锤试验方法
ASTM F290—***a金属材料塑性弯曲试验方法
ASTM E328-02材料和结构应力松弛试验方法
ASTM E345—93(2002)金属箔拉伸试验方法
ASTM E517一O0金属薄板塑性应变比r试验方法
ASTM E604—83(2002)金属材料动态断裂试验方法
ASTM E643—84(2000)金属薄板材料杯突试验方法
ASTM E646—00金属薄板材料拉伸应变硬化指数( 值)试验方法
ASTM E1236—91(19***)夏比冲击试验机校准规程
ASTM E1856—***(2002)万能试验机计算机化数据***集系统评价指南
ASTM E1875—00el动态杨氏模量，剪切模量和泊松比试验方法(共振法)
ASTM E1876-01杨氏模量，剪切模量和泊松比试验方法(脉冲激磁法)
本节内容主要来源于ISO12737：2005《金属材料平面应变断裂韧度KⅠC试验方法》和GB/T4161-2007《金属材料平面应变断裂韧度KⅠC试验方法》。
图7-1 断裂韧度KC随厚度B的变化
根据线弹性断裂力学，带裂纹体裂纹尖端附近的弹性应力场强度可用应力强度因子K（MPa·m1/2）来度量。对Ⅰ型（张开型）裂纹的断裂准则为：当应力强度因子KⅠ达到其临界值KC时，裂纹即失稳扩展而导致断裂。KC可由带裂纹的试件测得，它代表材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，称为“断裂韧度”。试验表明，材料的断裂韧度KC随试件厚度B变化，如图7-1所示。在试件厚度连到某一定值B0后，断裂韧度不再随厚度变化，此时则认为裂纹尖端附近的材料处于平面应变状态，其对应的断裂韧度值称为“平面应变断裂韧度”，用符号KⅠC表示。显然，KⅠC为一材料常数。
一、试件
图7-2为标准三点弯曲试样，S为梁的跨度，B、W为横截面的宽和高，a为裂纹长度，（W-a）为韧带宽度或称韧带尺寸。图7-3为紧凑拉伸试样。
图7-2 标准三点弯曲试样
1.主要尺寸
为满足平面应变和小范围屈服的条件，要求B、a、（W-a）满足下式：
岩石断裂与损伤
式中σs为材料的屈服强度，根据σs/E值的不同可求出试样的最小厚度Bmin和裂纹的最小长度amin，最小尺寸如表7-1所示，我国标准***用：a/W=0.45～0.55。
图7-3 紧凑拉伸试样
表7-1 试样的最小厚度Bmin和裂纹的最小长度amin
2.裂纹的制作
一般***用铣削加工或线切割，用交变载荷预制疲劳引发裂纹，应满足下列要求：
（1）符合尖裂纹的要求：疲劳裂纹长度3～5mm（至少不小于1.5mm）。
（2）预制疲劳裂纹长度在0.025a的最后阶段，疲劳应力强度因子最大值满足：Kfmax＜0.6KⅠC。Kfmax＜0.00032E（MPam1/2）（避免载荷过大钝化裂纹尖端）。
（3）保证疲劳裂纹的扩展：疲劳应力强度因子幅度ΔK≥0.9 Kfmax。
二、测试原理
为了测定KⅠC值，需要对带有裂纹的试件进行拉伸或弯曲试验，使裂纹产生Ⅰ型扩展。而KⅠC就是裂纹开始失稳扩展的临界点处所对应的应力强度因子值。***用合适的含裂纹试件，在试验面上加载，其应力强度因子KⅠ可概括为如下形式：
KⅠ=F·f（a）
式中：F为载荷；a为裂纹长度；f（a）为与试件形式、外形尺寸、加载形式有关的a的函数。根据上式，应有
岩石断裂与损伤
式中：FQ为临界载荷；aQ为临界裂纹长度。显然，只要从试验中测定FQ和aQ，即可得到KⅠC。
在理想平面应变条件下，裂纹前缘处的材料处于三向拉伸应力状态，呈现良好的脆性。这时，只要裂纹一开始扩展，就会导致失稳断裂，也就是说，开裂点即为失稳点，临界裂纹长度aQ等于初始的裂纹长度a。但是，对于工程平面应变条件而言，由于试件表面附近平面应力状态的影响，裂纹开始扩展后经过一个较短的稳定扩展阶段才失稳断裂，开裂点并非失稳点。为消除侧表面附近平面应力状态所造成的塑性影响以测得作为材料常数的KⅠC，应取开裂点作为临界点。但是，精确地测定开裂点是困难的，所以，在KⅠC试验方法中，对于明显地存在裂纹稳定扩展阶段的情况，取裂纹等效扩展2%所对应的点（条件开裂点）作为临界点来确定FQ，而aQ则近似地***用初始裂纹长度a。
三点弯曲试样，GB/T4161-2007推荐***用的应力强度因子计算公式为
岩石断裂与损伤
表7-2列出了三点弯曲试样在a/W=0.45～0.55时的f（a/W）值，可方便查用。
表7-2 三点弯曲试样的f（a/W）数值表
对于紧凑拉伸试样，应力强度因子由下式计算：
岩石断裂与损伤
表7-3列出了紧凑拉伸试样在a/W=0.45～0.55时的f（a/W）值。
表7-3 紧凑拉伸试样的f（a/W）值
续表
三、测试装置
不同试样的加载方法不同，三点弯曲试样的测试装置如图7-4所示，试验机为试样提供支承和载荷，载荷信号和引伸计信号通过控制器与计算机连接，可得到载荷与切口位移的关系曲线。
图7-4 试验装置示意图
四、实验步骤
1.试样制备
（1）裂纹面取向应严格按GB/T4161—2007标准进行。在实际构件中取样时，试件的裂纹取向应与构件中最危险的裂纹方向一致。
（2）试件厚度B可根据式（7-1）选择。
（3）取同炉批料加工2～3件常规拉伸试件，供测σs用，且必须和KⅠC试件同炉热处理。
（4）试件粗加工和热处理后，再进行精加工，其最后尺寸和表面光洁度严格按GB/T4161—2007规定执行。
（5）小试样用线切割机制出切口，切口根部圆弧半径小于0.08mm。
2.预制疲劳裂纹
为了模拟实际构件中存在的尖锐裂纹，使得到的KⅠC数据可以对比和实际应用，试件必须在疲劳试验机上预制疲劳裂纹。其方法是：先用线切割机在试样上切割8mm长的机械切口，然后在疲劳试验机上使试样承受循环交变应力，引发尖锐的疲劳裂纹，约为2mm。
将试件打磨一遍，去掉表面油垢。在中心机械切口两侧各7.5mm处划线，用以标记放在疲劳试验机上；分别在两侧的机械切口前沿2mm处划线，用以观察其后疲劳裂纹生长到此线。预制疲劳裂纹时，应仔细监测试样两侧裂纹的萌生情况，避免两侧裂纹不对称发展。
3.测定条件
（1）试件厚度应在疲劳裂纹前缘韧带部分测量三次，取其平均值作为B。测量精度要求0.02mm或0.1%B，取其中较大者记录。
（2）试件高度应在切口附近测量三次，取其平均值作为W，测量精度要求0.02mm或0.1%W，取其中较大者记录。
4.试验程序
（1）在试件上粘贴刀口以便能安装夹式引伸计，刀口外线间距不得超过22mm，安装夹式引伸计时要使刀口和引伸计的凹槽配合好。
（2）按图7-4安装三点弯曲试验支座，使加载线通过跨距S的中点，偏差在1%S，而且试样与支承辊的轴线应成直角，偏差在±2°以内。
（3）标定夹式引伸计。
（4）开动试验机，缓慢匀速加载，一般试验机速度为0.5～2mm/min，以使KⅠ的增长速率不至太快，保证应力强度因子的增长速率在0.55～2.75MN·m-3/2/s之间。加载至试样明显开裂，停机。记录载荷F和刀口张开位移V之间的曲线。
（5）取下夹式引伸计，开动试验机，将试样压断，停机取下试样。
（6）记录试验温度和断口外貌。
五、实验结果的分析及处理
1.裂纹失稳扩展时的临界载荷FQ
由于试样厚度与材料韧性不同，试验所得F-V曲线主要有三种类型，它们分别对应于三种断口外貌（图7-5）。
图7-5 三种典型的F-V曲线
FQ则由下述方法确定：在试验中自动记录载荷F随试件切口边缘（裂纹嘴）处两个裂纹表面的相对位移V的变化曲线，即F-V曲线，以对初始线性段斜率下降5%的割线与F-V曲线交点处对应的载荷F5作为取得FQ的依据。如果在载荷达到F5曲线各点载荷均小于F5，则取FQ=F5，可以证明，这样的临界载荷大致对应于裂纹产生2%的等效扩展，这种情况对应着试件表面附近的平面应力状态存在显著影响。如果载荷达到F5前曲线各点对应载荷的最大值大于或等于F5，则取这个载荷最大值作为FQ，这种情况接近于理想平面应变状态。
简单地讲，从F-V曲线图上确定FQ的方法是：先从原点O作一相对直线OE部分斜率减少5%的直线来确定裂纹失稳扩展载荷FQ，直线与F-V曲线的交点为F5，如果在F5之前没有比F5大的高峰载荷，则FQ=F5（图7-5曲线Ⅰ）；如果在F5之前有一个高峰载荷，则取这个高峰载荷为FQ（图7-5曲线Ⅱ和曲线Ⅲ）。
2.测定裂纹长度a
与临界载荷FQ对应的裂纹长度aQ，计算时可取初始裂纹长度a，直接从断后试样上量出。试样断裂后，可观察到裂纹长度沿厚度B方向呈弧状形，如图7-6所示。
为了能利用前述应力强度因子公式（公式中的a是对应着平直前缘裂纹的长度）计算试样的KⅠC，需要确定与试样的实际前缘裂纹相等效的平直前缘裂纹长度a。可取等效平直前缘裂纹长度：
岩石断裂与损伤
图7-6 裂纹前缘长度
式中：a2、a3、a4分别为沿厚度方向B/4、B/2、3B/4处的裂纹长度。
3.计算条件断裂韧性KQ并判断其有效性
将FQ、a代入KⅠ表达式中进行计算，得到的KⅠ称为“条件断裂韧度”，记为KQ。至于KQ是否为该材料的KⅠC，需检查下面两个条件：
岩石断裂与损伤
若两个条件均满足，则所求得的KQ即为材料的平面应变断裂韧度KⅠC。否则试验结果无效，须加大尺寸重新测试（一般取1.5倍大试样），直到两个条件均满足。
4.试验报告
一般的试验报告要求具有下述内容：
试样编号、类型、裂纹面取向；材料的原始状态和屈服强度；试样厚度B、宽度W等；预制疲劳裂纹的条件；裂纹长度值a2、a3、a4；试验温度、相对湿度、用KⅠ表示的加载速率；P-V曲线及有关计算；断口外貌特征；KⅠC的有效性条件或KQ不能作为KⅠC的原因。
一、两者的作用不同：
1、电子引伸计的作用：用于检测标准试件径向收缩变形，泊淞比、它与轴向引伸计配合用来测定泊松比μ，它将径向变形（或横向某一方向的变形）变换成电量，再通过二次仪表测量、记录或控制另一设备。
2、位移传感器的作用：通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。
二、两者的概述不同：
1、电子引伸计的概述：电子引伸计是测量试件受力变形的传感器，应变片式的引伸计由于原理简单、安装方便，目前是广泛使用的一种类型。
2、位移传感器的概述：位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。
三、两者的分类不同：
1、电子引伸计的分类：电子引伸计按测量对象，可分为轴向引伸计、横向引伸计、夹式引伸计。
2、位移传感器的分类：按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。
百度百科-电子引伸计
百度百科-位移传感器
引伸计是用于材料力学试验中的材料特性测试，通过引伸计测量可输出包括应力-应变曲线，弹性模量、泊松比、N值、R值等力学参数。
关于引伸计的发展历史，目前已经有130多年，从普通引伸计，全自动引伸计，激光引伸计，到***引伸计，每一代都有飞跃式进步，在技术上还有应用场景上，都走向便捷化、多功能化。
国产***引伸计，推荐新拓三维，结合自身多年在数字图像相关法（DIC）技术积累，自主研发，实现0.5级精度实时测量。
ZWICKZ020试验机的引伸计最大量程为1000mm，标距可变。
引伸计是测量构件及其他物体两点之间线变形的一种仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。传感器直接和被测构件接触。拉力试验机的引伸计是感受试件变形的传感器，应变计式的引伸计由于原理简单、安装方便，目前是拉力试验机广泛使用的一种类型。
ZWICKZ020试验机的引伸计最大量程为10000mm，标距可变。最大量程指的是测量工具的最大测最范围。最大量程是弹簧在弹性限度内，拉到最长所受的力，有时也指标尺上的最大刻度；分度值就是标尺上一格所代表的力的大小。
引伸计分类
1、轴向引伸计：各种常规型、迷你型、大标距型多种规格轴向引伸计可满足各种金属材料和非金属材料变形测量的需要，并可根据用户要求定制特殊规格产品。
2、径向引伸计：用于检测标准试件径向收缩变形，它与轴向引伸计配合用来测定泊松比μ，它将径向变形（或横向某一方向的变形）变换成电量，再通过二次仪表测量、记录或控制另一设备。
3、夹式引伸计：用于检测裂纹张开位移。夹式引伸计是断裂力学实验中最常用的仪器之一，它较多用在测定材料断裂韧性实验中。精度高，安装方便、操作简单。试件断裂时引伸计能自动脱离试件，适合静、动变形测量。
你用的是哪家的厂家的,上海发瑞仪器的软件,***了市场上所有软件的优点整合的软件.试验机测控系统专为拉力机、拉力试验机压力机、电子万能材料试验机而研制。适用于测定各种材料在拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离、穿刺等状态下的力学性能及有关物理参数。可做拉伸、压缩、三点抗弯、四点抗弯、剪切、撕裂、剥离、成品鞋穿刺、纸箱持压、泡棉循环压缩、弹簧拉压及各种动静态循环测试。
二·拉力机拉力试验机软件软件主要功能特性
1. 硬件
主控制器***用21世纪最先进的32位ARM处理器, 处理速度达到奔腾级通用计算机的水平,相比传统的8位单片机测控系统整体性能大大提高,运算速度更快,控制精度更高.
数据***集核心器件***用美国最新型超高精度24位AD，***样速率可达2000次/秒,可捕捉到力量的瞬间变化过程,全程不分档分辨力最高达500000分度。并***用独创的6点校准技术进一步提高精度，力量测量精度优于国家0.5级(最高级)标准。
位移编码器计数***用4倍频技术,使位移分辨力提高4倍,最高可达0.0005mm。
脉冲和电压两种输出控制方式，可控制具有脉冲或电压控制接口的任意伺服马达、变频马达或直流马达实现平滑无级调速，另还有上升、下降及停止等开关量信号输出可用于直接驱动外部继电器或电磁阀，可用于控制直流电机或气动、液压等动力装置。
先进的速度、位移、力量三闭环技术，可以实现精确的任意波形控制。
丰富的接口扩展能力：多达4路24位模拟量输入，3路16位模拟量输出，3路脉冲输出，3路AB相光电编码器输入，9路开关量输入，8路开关量输出，1路USB接口，1路RS232接口，1路RS485接口，4种LCD接口，1个并口微型打印机接口，1个串口微型打印机接口，1个8×4矩阵键盘接口。
所有输入输出接口均***用高速光电隔离技术，具备强大的抗干扰能力。
2. 软件
Windows标准风格，层次分明的操作方式加上详尽的帮助文档和提示使之成为目前试验机行业最简单易用的软件，您的调试和软件培训效率将显著提高。
***用多线程并行处理技术，测试过程中实时同时显示力量-位移、力量-时间、位移-时间、应力-应变等曲线，可随意切换到想看的曲线画面，并可查看用户设置等。
标准化的测试过程控制和报表输出模版，使可以定义任意多个测试标准供用户调用，范围涵盖GB、ASTM、DIN、JIS、BS…等几乎所有测试标准。灵活强大的测试方法自定义方式,具备定速速、定位移、定力量、定力量速率、定应力、定应力速率、定应变、定应变速率等各种控制模式，可实现复杂的多步嵌套循环控制.可设置自动返回、自动判断断裂、自动归零等功能。
强大的数据分析统计和曲线图形分析***工具，具备放大、缩小、平移、十字光标、取点等功能。多次历史测试数据可调入图形同时显示做对***析。多达7个区间设置、30个手动取点、60个自动取点功能。具备最大值、最小值、平均值、去高低平均值、中位数、标准差、总体标准差、CPK值等多种统计功能。
完全开放的测试结果编辑方法，用户可得到任何想要的测试结果。最大力、断裂力、剥离力、拉伸强度、剪切强度、撕裂强度、最大变形、屈服力、伸长率、弹性模量、环刚度、非比例延伸率、区间最小力、区间平均力、定伸长取力、定力量取伸长等多达400多个计算结果均由计算机自动算出，供用户选择调用。
业界创新的Microsoft Word报表格式，简单易用，只要您会使用Word，就可编辑出您想要的精美报表。
权限管理系统使您可以锁定软件的任意功能模块,将软件操作分为多个权限级别,没被授权的操作人员无法触及没被授权的模块,软件操作更加安全可靠。
全数字化的校准系统，校准过程简单高效，校准数据上下位机双重保护。
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三·拉力机 拉力试验机软件主要规格及技术参数
力量：
分辨率：1/500000~1/1000可调 精度：±0.1%
***集速率：0.1~2000Hz可调 量程：0.01~1000000000N
传感器类型：电阻应变片式 传感器灵敏度：0.1--1280mV/V
激励电压：9VDC 通道数：4
位移：一个编码器
分辨率:由机械系统和光电编码器决定,可达0.0001mm 精度:仪表系统无误差.
***集速率:50kHz 量程:0.0001~1000000000mm
激励电压:5VDC 编码器线数:1~10000
传感器类型:电压输出或差分输出或集电极开路型AB相正交输出光电编码器
通道数:1
橡胶伸长计(又叫大变形或位移跟踪器)：一个或两个编码器均可
分辨率:由机械系统和光电编码器决定,可达0.0001mm 精度:仪表系统无误差.
***集速率:50kHz 量程:0.0001~1000000000mm
激励电压:5VDC 编码器线数:1~10000
传感器类型:电压输出或差分输出或集电极开路型AB相正交输出光电编码器
通道数:1
金属引伸计(又叫小变形、电子引伸计或应变规)：
分辨率:1/500000 精度:±0.1%
***集速率:50Hz 量程:0.0001~1000000000mm
传感器类型:电阻应变片式 传感器灵敏度:0.1--1280mV/V
激励电压:9VDC 通道数:1
速度输出控制：
控制方式:脉冲或电压 速度范围:0.001~1000mm/min
脉冲: 适用于控制带脉冲输入接口的伺服电机或步进电机
频率范围:0.1 Hz -- 50 kHz 精度:0.069%
分辨率: 5k~50kHz----0.14% 500~5kHz----0.014%
50~500Hz----0.001% 5~50Hz----0.0001%
0.1~5Hz-----0.00001%
通道数:3
电压: 适用于控制带模拟电压输入接口的伺服电机、变频器或直流电机
范围:0~5V 精度:0.069%
分辨率:0.0001V 负载能力:1mA
通道数:3
数字开关量输出控制：可用于驱动外部继电器或电磁阀等
输出类型:集电极开路光隔离晶体管输出 最大耐压:30V
负载能力:最大150mA 输出通道数:8路
数字开关量输入检测：可用于检测上限位和下限位
输入类型:光隔离晶体管输入 输入信号类型:无源触点输入或12V NPN型接近开关输入
输入电流:6mA 输入通道数:9路
与电脑通讯接口：
接口类型:3线制RS232串口
四、拉力机 拉力试验机正常工作条件
温度:0～55℃；
湿度:相对湿度<85%；
电源:220±10%VAC,频率50Hz；
远离强电磁干扰。
