在材料力學(xué)性能測試中，拉伸試驗是評估材料強度、彈性模量、屈服強度等關(guān)鍵參數(shù)的基礎(chǔ)方法。然而，試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性高度依賴于變形測量的精度。許多初學(xué)者可能會疑惑：為什么試驗機本身已能記錄加載頭位移，還需額外使用引伸計？本文科準(zhǔn)測控小編將從原理、標(biāo)準(zhǔn)和實際應(yīng)用的角度，解析引伸計在拉伸試驗中的必要性，并介紹其使用方法。

為什么需要使用引伸計？

雖然試驗機可記錄加載頭位移（d），但該數(shù)據(jù)包含系統(tǒng)誤差（夾具滑移、機器結(jié)構(gòu)變形、端部效應(yīng)等），導(dǎo)致計算出的彈性模量等參數(shù)嚴(yán)重失真

引伸計的核心價值：

精準(zhǔn)測量：直接固定于試件標(biāo)距段，僅捕獲材料自身變形，排除外部干擾。

提升數(shù)據(jù)可靠性：確保應(yīng)力-應(yīng)變曲線（σ=F/A，ε=ΔL/L?）真實反映材料性能。

一、原理

1、引伸計的作用

引伸計是一種直接測量試件標(biāo)距段（即有效測量區(qū)域）變形的儀器，其核心功能是排除試驗系統(tǒng)誤差（如夾具滑移、機器剛度變形等），確保獲取材料真實的應(yīng)變數(shù)據(jù)。試驗機記錄的位移通常包含以下干擾因素：

a、夾具與試件間的滑移：夾持端可能發(fā)生微小滑動，導(dǎo)致位移數(shù)據(jù)偏大。

b、機器結(jié)構(gòu)變形：試驗機框架、傳動部件的彈性變形會被計入總位移。

c、端部效應(yīng)：圣維南原理指出，試件夾持端附近的應(yīng)力分布不均勻，影響局部變形。

d、引伸計通過直接固定在試件標(biāo)距段（如電子引伸計的刀刃接觸點），僅測量材料自身的軸向變形，從而顯著提升應(yīng)變數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2、數(shù)據(jù)對比示例

若僅用試驗機位移計算彈性模量（E=σ/ε），由于位移數(shù)據(jù)包含非材料變形部分，結(jié)果可能偏低（如木材彈性模量從理論值10000MPa誤測為5000MPa）。而引伸計的數(shù)據(jù)更接近真實值。

二、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)均明確要求拉伸試驗需使用引伸計，例如：

GB/T 228.1-2021（金屬材料拉伸試驗）：規(guī)定應(yīng)變測量需使用引伸計，精度等級需滿足±1%或更高。

ASTM E8/E8M：強調(diào)引伸計標(biāo)距應(yīng)與試件標(biāo)距匹配，且需校準(zhǔn)。

ISO 6892-1：對引伸計的安裝位置、分辨力提出具體要求。

三、儀器類型

1、機械式引伸計：通過機械放大原理測量變形，精度較低，已逐漸淘汰。

2、電子引伸計（主流）：

軸向引伸計：測量拉伸方向變形。

橫向引伸計：測量泊松比相關(guān)的橫向收縮。

夾式引伸計：適用于脆性材料或小變形測量。

3、光學(xué)引伸計（視頻引伸計）：非接觸式，適用于高溫或動態(tài)試驗。

四、試驗流程

以電子引伸計為例：

步驟一、準(zhǔn)備工作

將引伸計連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如通過串行接口）。

在試驗軟件中選擇“引伸計模式”。

步驟二、安裝引伸計

將標(biāo)距桿墊片置于力臂與標(biāo)距桿之間，壓緊力臂使刀刃垂直接觸試件標(biāo)距段。

用橡皮筋或彈簧固定引伸計，確保刀刃無滑動（可在試件刻淺痕輔助固定）。

移除墊片，檢查力臂與標(biāo)距桿間距約0.5mm。

步驟三、試驗操作

調(diào)零引伸計，開始加載。

注意：材料屈服后需及時取下引伸計，避免試件斷裂時損壞儀器。

步驟四、數(shù)據(jù)處理

直接采用引伸計采集的變形數(shù)據(jù)計算應(yīng)變，結(jié)合荷載數(shù)據(jù)繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

五、總結(jié)

引伸計是拉伸試驗中確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的核心工具，其直接測量標(biāo)距段變形的特性，有效消除了系統(tǒng)誤差。遵循標(biāo)準(zhǔn)流程并合理選擇引伸計類型，是獲得可靠材料性能參數(shù)的關(guān)鍵。

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