材料力學測試技術中的理論方法與實驗應用

楊建奇

內蒙古赤峰市克什克騰旗職業技術教育中心學校

材料力學的性能測試技術是判斷材料可靠性的主要途徑，是建立計算機材料性能模擬數據庫的重要保證。對材料性能的測試技術和對材料從宏觀到微觀的不同層次的特征研究成為了現代材料學的重要組成部分[2]。材料作為工農業最常用的物質，其本身的使用性能是最重要的，特別是針對性的材料性能是在材料的使用過程中最需要的。材料性能的力學測試主要是為了了解材料的力學性能和影響其力學性能的關鍵因素，以此來達到充分發揮其力學作用的目的。

一、材料的力學性能測試的重要性

對材料性能和成分、機構的測試分析是現代材料性能測試的主要內容，在進行測試時，是通過宏觀的測試和微觀的觀察來分析與評價的，使得材料的性能和特點能夠被充分的發揮出來。材料的力學性能測試工作是運用材料進行設計和制造工藝的最基礎工作，也是研發新型產品的有力保證。材料的力學性能測試工作在材料研究和開發中起著至關重要的作用，在實際的生產工作中，研發新型材料，研究新得技術，并對新的材料性能進行測試和分析，得出新型材料重要數據，是生產、應用、發展和創新的重要支持。

二、材料的力學性能測試作用

材料學的整體發展促進了現代社會各行業的快速發展，同時也給新型材料和技術的研發創造了堅實的先決條件。材料的力學測試技術起源于材料學對于創新的需求，它的出現同時也促進了材料學的發展。對于我國目前的社會經濟發展狀況而言，材料的力學性能測試技術能夠促進先進科學技術和設備的生產，使得生產、生活變得更加快捷、有效、準確和經濟實惠。

三、材料的力學性能測試技術

絕大部分的材料都是有一個動載荷的，但材料承受重復作用的在和運動時，即使是沒有超過材料的彈性極限甚至是遠遠小于彈性極限時，材料的狀態便有可能會被破壞，重復的作用力使材料的結構或狀態發生變化，使材料疲勞。材料的疲勞致使材料發生斷裂，這是非常普遍的現象。

（1）應力疲勞實驗技術

材料疲勞測試技術就是用以測定材料或者結構的疲勞應力的技術，疲勞是在循環的重復作用下發生在材料某處的永久性損傷，在該點進行重復的作用后，損傷會使材料斷裂。針對材料的疲勞疲勞試驗進行精確的分析，才能得出材料在實際生產、生活中的抗疲勞程度，并根據其抗疲勞程度進行系統的定位，充分的發揮出其功效。

（2）低周疲勞實驗技術

當前社會不斷發展，工業技術也跟著不斷地進步，各種材料也在逐步的向著高溫、高壓等防線飛速發展，材料的使用條件和使用環境也變得越來越苛刻。特別是近些年來為了大幅度的提高產品性能，提高產品使用質量，以增強其使用效果，材料在設計上逐漸有靜強度轉變成有限壽命的設計方式。這種設計方向表明了現代工業對材料的疲勞試驗和設計有著深刻的認識，這也是近代工業的重點貢獻[3]。現代工業使用材料大部分都進入了塑性狀態，材料承受著高應力，但卻是低循環，使用壽命較長。但在早期的工業活動中由于技術的落后，使得很多工程缺乏準確的材料疲勞數據，經常導致材料因疲勞而發生損壞。

對于工程材料而言，無論是鑄造過程中還是在使用過程中，材料的孔洞和凹槽出都是其應力集中區。即使在材料設計時盡量的將應力集中區設計在材料的彈性范圍內，但過多的應力集中還是會使材料進入塑性狀態。一些特殊用途的材料，為了減少材料的質量，普遍進行有限壽命設計的設計，減少因材料破損所帶來的損失。材料在地循環的疲勞狀態下其特性會發生改變，研究材料的形變和塑性變形是材料的力學測試中非常具有工程意義的工作。

（3）材料的斷裂力學測試技術

在實際的生產生活中，任何材料都無法避免的產生缺陷，其中或是材料的結構中固有的，或是在加工和使用中產生的，這些缺陷的擴展大大的降低了材料的承受力和使用壽命，影響了設備的運行，甚至使之失去效用[4]。通過材料的力學測試技術可以得到準確的相關數據，根據其性質進行適當的預防措施，減少因其損壞造成的不必要損失。

結語：

現代主義市場經濟的快速發展使得工業技術進行了大量變革，材料的力學測試技術和相關設備也是不斷更新換代。隨著大量精密機械的產生，對材料的要求也逐漸變得苛刻起來[5]。使用力學試驗技術對材料進行力學測驗，特別是一些要求在高溫、低溫、腐蝕、高壓等環境中工作的材料進行測驗，能夠有效的減少不必要的損失，從而保證設備的整體安全性能。

[1]陳文哲.材料力學性能測試技術的進展與趨勢[J].理化檢驗(物理分冊),2010,02:102-109.

[2]王建國.材料力學性能測試與評價技術進展[J].工程與試驗,2010,S1:1-15-28.

[3]張段芹,劉建秀,褚金奎.低維納米材料的力學性能測試技術研究進展[J].微納電子技術,2014,07:451-457.

[4]陳隆慶,趙明暤,張統一.薄膜的力學測試技術[J].機械強度,2011,04:413-429.

[5]許碩貴,張春才.骨科生物力學測試技術及其意義[J].生物醫學工程與臨床,2012,04:232-235.