抗拉強度(拉伸強度縮寫)

抗拉強度（tensile strength）是金屬由均勻塑性形變向局部集中塑性變形過渡的臨界值，也是金屬在靜拉伸條件下的最大承載能力。抗拉強度即表征材料最大均勻塑性變形的抗力，拉伸試樣在承受最大拉應力之前，變形是均勻一致的，但超出之後，金屬開始出現縮頸現象，即產生集中變形；對於沒有（或很小）均勻塑性變形的脆性材料，它反映了材料的斷裂抗力。符號為Rm（GB/T 228-1987舊國標規定抗拉強度符號為σb），單位為MPa。

基本介紹

• 中文名：抗拉強度
• 外文名：tensile strength
• 本質：材料最大均勻塑性變形的抗力
• 反應：材料的斷裂抗力
• 符號：Rm
• 單位：MPa

定義符號

試樣在拉伸過程中，材料經過屈服階段後進入強化階段後隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應力（σ），稱為抗拉強度或者強度極限（σb），單位為N/（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計算公式為：

σ=Fb/So

式中：Fb--試樣拉斷時所承受的最大力，N（牛頓）； So--試樣原始橫截面積，mm²。

抗拉強度（ Rm）指材料在拉斷前承受最大應力值。當鋼材屈服到一定程度後，由於內部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時變形雖然發展很快，但卻只能隨著應力的提高而提高，直至應力達最大值。此後，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，並在最薄弱處發生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現頸縮現象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應力值稱為強度極限或抗拉強度。

單位:N/(單位面積承受的公斤力)

國內測量抗拉強度比較普遍的方法是採用萬能材料試驗機等來進行材料抗拉/壓強度的測定。

對於脆性材料和不成形頸縮的塑性材料，其拉伸最高載荷就是斷裂載荷，因此，其抗拉強度也代表斷裂抗力。對於形成頸縮的塑性材料，其抗拉強度代表產生最大均勻變形的抗力，也表示材料在靜拉伸條件下的極限承載能力。對於鋼絲繩等零件來說，抗拉強度是一個比較有意義的性能指標。抗拉強度很容易測定，而且重現性好，與其他力學性能指標如疲勞極限和硬度等存在一定關係，因此，也作為材料的常規力學性能指標之一用於評價產品質量和工藝規範等。

頸縮現象和抗拉強度

頸縮現象和意義

頸縮是韌性金屬材料在拉伸實驗時變形集中於局部區域的特殊現象，它是應變硬化（物理因素）與截面減小（幾何因素）共同作用的結果。在金屬試樣拉伸力-伸長（延伸）曲線極大值b點之前塑性變形是均勻的，因為材料應變硬化使試樣承載能力增加，可以補償因試樣截面減小使其承載力的下降。在b點之後，由於應變硬化跟不上塑性變形的發展，使變形集中於試樣局部區域產生縮頸。在m點之前df>0；在b點之後df<0。b是最大力點，也是局部塑性變形開始點，也稱拉伸失穩點或塑性失穩點。

抗拉強度的實際意義

1）σb標誌韌性金屬材料的實際承載能力，但這種承載能力僅限於光滑試樣單向拉伸的受載條件，而且韌性材料的σb不能作為設計參數，因為σb對應的應變遠非實際使用中所要達到的。如果材料承受複雜的應力狀態，則σb就不代表材料的實際有用強度。由於σb代表實際機件在靜拉伸條件下的最大承載能力，且σb易於測定，重現性好，所以是工程上金屬材料的重要力學性能標誌之一，廣泛用作產品規格說明或質量控制指標。

2）對脆性金屬材料而言，一旦拉伸力達到最大值，材料便迅速斷裂了，所以σb就是脆性材料的斷裂強度，用於產品設計，其許用應力便以σb為判據。

3）σ的高低取決於屈服強度和應變硬化指數。在屈服強度一定時，應變硬化指數越大，σb也越高。

4）抗拉強度σb與布氏硬度HBW、疲勞極限之間有一定的經驗關係。

材質分類

張拉膜抗拉強度

膜材在純拉伸力的作用下，不致斷裂時所能承受的最大荷載與受拉伸膜材寬度的比值，通常用N/3cm來表示。它分為經向和緯向抗拉強度。

經向抗拉強度：沿膜材經線方向拉伸時的抗拉強度。

緯向抗拉強度：沿膜材緯線方向拉伸時的抗拉強度。

混凝土抗拉強度

混凝土承受拉應力時的極限強度遠比混凝土抗壓強度為小，只有立方體抗壓強度的1/17~1/8。凡影響抗壓強度的因素，對抗拉強度也有相應的影響。但不同因素對抗壓強度和抗拉強度的影響程度卻不同。例如水泥用量增加，可使抗壓強度增加較多，而抗拉強度則增加較少。用碎石拌制的混凝土，其抗拉強度比用卵石的為大，而骨料形狀對抗壓強度的影響則相對較小。各國測定混凝土抗拉強度的方法不盡相同，中國近年來採用的直接受拉法，其試件是用鋼模澆築成型的150mm×150mm×550mm的稜柱體試件，兩端設有埋深為125mm的對中帶肋鋼筋（直徑是6mm），用於施加軸心拉力。軸心受拉試件安裝時不易對中，拉力易有偏心，因此國內外也有採用劈裂實驗測定混凝土抗拉強度的。

岩石的抗拉強度

岩石的抗拉強度是指岩石試件在受到軸向拉應力後其試件發生破壞時單位面積所能承受的最大拉力。

由於岩石是一種具有許多微裂隙的介質，在進行抗拉強度實驗時，岩石試件的加工和實驗環境的易變性，使得試驗的結果不是很理想，經常出現一些意外的現象，實驗值與實際的抗拉強度存在著較大的偏差。實驗值與實際的抗拉強度存在著較大的偏差。人們對其試驗方法進行了大量的研究，提出了多種求得抗拉強度值的方法。以下介紹四種岩石抗拉強度試驗方法:直接拉伸法、抗彎法、劈裂法、點荷載試驗法。

混凝土芯樣抗拉強度測試方法

軸心抗拉強度

在承受軸向拉力芯樣試件的兩端，可用建築結構膠貼上特製的鋼夾具。鋼夾具的抗拉墊板應與芯樣端面貼上牢固，並與芯樣軸線保持垂直。夾具兩端拉桿軸線與芯樣軸線的重合度偏差不應大於1mm。另外抗拉墊板與拉桿之間最好採用鉸接的連線方式，以減少或消除拉桿軸線與芯樣軸線不垂直帶來的影響。

式中，——芯樣試件抗拉實驗測得的最大拉力，N；

——芯樣試件抗拉破壞截面面積，.

劈裂抗拉強度

芯樣試件與立方體試件一樣，也可進行劈裂抗拉強度試驗。試驗方法也與立方體試塊相同。

芯樣試件混凝土的劈裂抗拉強度可按下式計算：

式中，——芯樣試件劈裂抗拉試驗測得的最大劈裂力，N；

——芯樣試件劈裂抗拉破壞截面面積，