拉力机的量程选择与试样制备是确保材料力学性能测试准确性的两大核心环节,直接影响拉伸强度、断裂伸长率等关键指标的可靠性,需严格遵循科学规范。
量程选择需遵循“适配性”原则,核心是使试样的预期断裂力落在拉力机满量程的20%~80%区间。若量程过大(如用100kN拉力机测试仅需5kN断裂力的塑料试样),会导致力值测量精度下降,相对误差可能超过±1%;量程过小则可能因过载损坏传感器,甚至引发试样断裂时的安全风险。实际操作中,可通过预估法初步判断:金属材料根据截面积与抗拉强度乘积估算(如直径10mm的45号钢,断裂力约为50~60kN);非金属材料则参考同类样品历史数据,或进行预测试确定大致范围。对于批量测试,建议选择具有多档量程的机型(如0.5kN、5kN、50kN),通过档位切换实现不同材料的精准适配。
试样制备需根据材料类型满足形状与尺寸要求。金属材料通常采用哑铃型试样,按照GB/T 228.1标准,标距段长度分为50mm、100mm等规格,宽度根据厚度调整(厚度≤3mm时宽度为10mm),加工时需保证标距段表面粗糙度≤Ra1.6μm,避免因划痕导致应力集中。塑料薄膜试样则采用长条形,长度不小于150mm,宽度为15mm±0.1mm,边缘需用专用刀具裁切,禁止手撕导致的不规则毛边。纺织品试样需考虑经纬向差异,每组测试至少制备5个平行试样,且试样间距离不小于50mm,避免取样位置过近影响结果代表性。

试样处理的细节同样关键。金属试样需去除表面氧化皮与油污,可用砂纸打磨后用无水乙醇清洗;塑料试样需在23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境中放置4小时以上再测试,减少环境因素干扰。对于脆性材料(如陶瓷),试样两端需用环氧树脂粘贴加强片,防止夹持时出现压碎现象。此外,试样编号需清晰标注,避免混淆不同批次或处理条件的样品,确保测试数据的可追溯性。
通过科学选择量程与规范制备试样,可使拉力机测试的相对标准偏差控制在3%以内,为材料质量评估与性能研究提供精准数据支撑。