彎曲試驗

測定材料承受彎曲載荷時的力學特性的試驗，是材料機械性能試驗的基本方法之一。彎曲試驗主要用於測定脆性和低塑性材料(如鑄鐵、高碳鋼、工具鋼等）的抗彎強度並能反映塑性指標的撓度。彎曲試驗還可用來檢查材料的表面質量。彎曲試驗在萬能材料機上進行，有三點彎曲和四點彎曲兩種加載荷方式。試樣的截面有圓形和矩形，試驗時的跨距一般為直徑的10倍。對於脆性材料彎曲試驗一般只產生少量的塑性變形即可破壞，而對於塑性材料則不能測出彎曲斷裂強度，但可檢驗其延展性和均勻性展性和均勻性。塑性材料的彎曲試驗稱為冷彎試驗。試驗時將試樣加載，使其彎曲到一定程度，觀察試樣表面有無裂縫。

與拉伸試驗相比，彎曲試驗有着以下幾個特點：

1、適用圓形、方形、矩形三種，適用於測定加工不方便的脆性材料。

2、對脆性材料做拉伸試驗，其變形量很小。而彎曲試驗可以用撓度來表示脆性材料的塑性。

3、彎曲試驗時，截面上的應力分佈是表面上的應力最大，因此其對材料表面缺陷反應靈敏。

4、對於高塑性材料，彎曲試驗通常達不到其破壞程度，故一般不做彎曲強度試驗。

5、彎曲試驗操作比拉伸試驗要簡單方便。

彎曲曲線，又稱M-f曲線或者F-f曲線。它是將彎矩M（或者載荷F）作為縱座標，試樣的撓度f作為橫座標，表示彎矩或者載荷與試樣中心線偏離原始位置的關係。

彎曲試驗採用SANS微機控制電子萬能試驗機進行，試驗機量程為±50 kN，靜載誤差為±0.5%。試驗室環境温度設定25±3℃C，相對濕度為（50±10）%。採用位移控制模式加載，加載速率為1~2mm/min。複合材料非平面膠接連接彎曲試驗原理圖如下圖《彎曲試驗原理圖》所示：

在試驗件腹板一側施加載荷。試驗過程中同時記錄初始破壞載荷、初始損傷狀態、最終破壞載荷以及最終破壞時的裂紋（分層）形態。由於接頭本身幾何結構複雜，且尺寸較小，所以在試驗過程中結構內部的損傷很難由肉眼觀測。判斷初始損傷發生以加載過程中聽到試驗件發出異常聲響和觀測到載荷一位移曲線發生明顯變化作為依據。最終破壞對應着載荷一位移曲線中的最大載荷，可以直接觀測。 ^[2] 

1、可以測定灰鑄鐵的抗彎強度。灰鑄鐵的抗彎性能優於抗拉性能，其抗彎強度是灰鑄鐵的重要力學性能指標。

2、可以測定硬質合金的抗彎強度。這些材料加工困難，難易製成拉伸試樣。而彎曲試樣形狀簡單，故利用彎曲試驗評價其性能和質量。

3、可以測量陶瓷材料、工具鋼的抗彎強度。這些脆性材料測定抗拉強度很困難，且試樣加工也比較困難，因而採用彎曲試驗。

4、可以用來檢測和比較表面熱處理層的質量和性能。因彎曲試驗對材料表面缺陷敏感。

5、可以用來檢測材料在受彎曲載荷下作用下的性能，因為許多機械零件（如脆性材料製作的刀具等）是在彎曲狀態下工作的，需要對這些零件進行彎曲試驗。