试样制备

形状和尺寸：根据不同的材料和测试标准，试样的形状和尺寸有严格规定。例如，对于金属材料的拉伸试验，常见的是哑铃状试样。以金属拉伸试验标准 GB/T 228.1 - 2010 为例，其规定了不同材料和试验目的下哑铃状试样的平行长度、肩部半径、夹持头部形状等尺寸参数。对于塑料材料，如按照 GB/T 1040.1 - 2006 标准，也有相应的矩形或哑铃状试样尺寸要求，确保试样在拉伸过程中应力分布均匀。

加工精度：试样加工需要保证一定的精度。金属试样表面应平整光滑，避免有明显的加工痕迹、裂纹或缺陷，其尺寸公差一般控制在较小范围内。对于复合材料试样，要注意纤维方向和分布的一致性。例如，在制备碳纤维复合材料试样时，要确保碳纤维的铺设方向符合试验要求，因为纤维方向会显著影响材料的拉伸性能。

取样方法：材料的取样位置和方式也很重要。对于批量生产的材料，应按照随机抽样的原则从不同批次、不同位置取样。例如，在钢材的检测中，不能只从钢材的头部或尾部取样，而要在钢材的不同长度位置均匀取样，以代表整根钢材的性能。对于大型结构件，如桥梁钢结构，可能需要在结构的关键部位（如焊接接头处、应力集中区域）取样进行拉力试验。

试验设备准备

拉力试验机选择：根据测试材料的类型、预期的拉力范围和试验精度要求选择合适的拉力试验机。试验机的量程要满足测试要求，一般应使测试的蕞大拉力在试验机量程的 10% - 90% 之间。例如，对于高强度金属材料的拉伸试验，需要选择具有较大拉力量程的试验机；而对于一些轻薄的塑料薄膜或纤维材料，量程可以相对较小。同时，试验机的精度应符合相关标准，如力值精度一般要求在 ±1% 以内。

夹具安装与调试：选择合适的夹具来固定试样，夹具的类型根据试样的形状和材料特性而定。对于圆形金属试样，一般采用楔形夹具或螺纹夹具；对于扁平的塑料或橡胶试样，可使用平口夹具。夹具安装后要进行调试，确保试样能够牢固地固定在夹具上，并且在拉伸过程中不会出现滑动或偏心拉伸的情况。例如，在调试夹具时，可以通过预加载一定的小拉力，观察试样是否有位移或松动现象，如有问题及时调整夹具的夹紧力或更换夹具。

测量装置校准：拉力试验机上的力值测量装置（如力传感器）和变形测量装置（如引伸计）需要定期校准。力传感器的校准要依据国家计量标准，使用标准砝码或高精度的力校准仪进行校准，确保力值测量的准确性。引伸计的校准要保证其能够精 石角 地测量试样的伸长量，校准过程包括确定引伸计的标距、线性度等参数，使其符合试验要求。

试验过程操作

试样安装：将制备好的试样正确地安装在拉力试验机的夹具上。对于长条形试样，要确保试样的轴线与试验机的加载轴线重合，避免产生偏心拉伸。例如，在安装金属棒状试样时，通过调节夹具的位置和角度，使金属棒的中心线与试验机的拉力方向一致，同时适当调整夹具的夹紧力，既要保证试样不松动，又不能夹伤试样表面。

试验参数设定：设定合适的加载速度和试验终止条件。加载速度根据材料类型和试验标准而定。例如，对于金属材料的拉伸试验，GB/T 228.1 - 2010 规定了不同材料和试验条件下的加载速度范围，一般在 0.00025 - 0.0025/s（应变速率）之间。试验终止条件可以是试样断裂、达到规定的伸长率或力值等。例如，在测试橡胶材料的拉伸性能时，当橡胶试样的伸长率达到一定数值（如 500%）时，试验可以停止，记录此时的力值和伸长量等数据。

数据记录与观察：在试验过程中，通过拉力试验机的数据采集系统实时记录拉力和伸长量的数据。同时，要观察试样在拉伸过程中的变化情况，如是否出现颈缩现象（对于金属材料）、裂纹的产生和扩展等。例如，在观察金属试样的拉伸过程中，当拉力达到一定程度后，试样的局部区域会出现颈缩，此时拉力会略有下降，继续拉伸直至试样断裂，这些现象和对应的力值、伸长量数据对于分析材料的性能非常重要。

试验后数据处理与分析

应力 - 应变曲线绘制：根据试验过程中记录的拉力和伸长量数据，计算应力和应变值，绘制应力 - 应变曲线。应力等于拉力除以试样的原始横截面积，应变等于伸长量除以试样的原始长度。通过应力 - 应变曲线可以直观地分析材料的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和断裂阶段的性能。例如，从曲线的斜率可以得到材料的弹性模量，屈服点对应的应力就是屈服强度，曲线蕞高点对应的应力为抗拉强度。

性能指标计算与评估：根据应力 - 应变曲线和试验数据，计算材料的各项拉伸性能指标，如抗拉强度、屈服强度、伸长率等。将这些指标与相关的材料标准或产品设计要求进行对比，评估材料是否合格或适合该产品应用。例如，对于一种新研发的塑料材料，如果其抗拉强度和伸长率达到或超过了同类产品的标准要求，就说明该材料在拉伸性能方面具有一定的优势，可以考虑用于相关产品的制造。