材料的uts是什么?

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这个得看具体场合,有些测试方法可以简单理解为“从材料内部抽一点出来做拉伸试验”;而另外一些测试方法则需要理解得更深入一些。 首先需要明确一点,任何材料在宏观上都是一个连续介质(尽管微观上是分离的微观结构),因此理论上可以将材料看作是由无数个体积相等的微元构成的;而且无论何种材料,其微观组织都是各向异性的——这点可以从光学显微镜下观察到,也可以通过电子显微术直接得到证明。

接下来我们考虑一种比较简单的情形:材料是各向同性且线性强化的。此时可以考虑将材料视为由无数个平行排列的纤维组成的薄层(如图1),并且各纤维间相互影响可忽略。对于这样的一类轻质材料,可以采用图2所示的测试装置来测其在三维方向上的力学性能,此即所谓的“三轴试验”。这种试样及相应的试验可以比较精确地获得材料的强度参数和应变硬化系数等本构关系。

如果考虑材料各向异性的情况,则上述的简单模型不再恰当。这时可以考虑把材料切为小块(见图3a),或者更细致地把材料分割成若干细小的网格(见图3b),然后对各部分分别进行测量。如果考虑到材料是非线性的强化属性,则还需要对各个部分做相应的应力-应变曲线的归一化处理,以获得各向异性材料的本构方程。利用此类试验获得的本构方程才可以进一步计算出材料的各种强度值。

上面介绍了几种常用的测试手段,不过这些技术也有各自的不足之处。比如三轴试验不能直接获得材料的模量值;而对材料进行切割或划分成小块再逐一测其性能又可能会引起采样误差。不同的测试方法所得出的结果存在一定的量化偏差。这些问题都有待于实验工作者们在实际工作中不断加以完善。

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