拉伸強度和屈服強度的測試通常通過拉伸試驗來完成。這種試驗使用萬能材料試驗機（也稱為拉力試驗機）來進行，可以測量材料在受力時的力學性能。以下是具體的測試方法和步驟：

1. 試樣制備

• 尺寸：根據相關標準（如ASTM D638, ISO 527等）制備試樣。常見的試樣形狀包括啞鈴形（dog-bone shape）和直條形。

• 表面處理：確保試樣的表面無缺陷，避免影響試驗結果。

• 數量：準備足夠的試樣以確保數據的代表性和可靠性。

2. 試驗設備

• 萬能材料試驗機：用于施加拉伸載荷并測量材料的力學響應。

• 夾具：用于固定試樣，確保其在試驗過程中正確受力。

• 引伸計：用于測量試樣的位移或應變。

• 數據采集系統：用于記錄試驗過程中的載荷、位移和溫度等數據。

3. 試驗步驟

1. 安裝試樣：

• 將試樣正確安裝在萬能材料試驗機的夾具上，確保試樣對中且不受初始應力。

• 如果需要測量應變，安裝引伸計。

2. 預加載：

• 對試樣施加一個較小的預加載（通常是最大載荷的1%到5%），以消除夾具和試樣之間的間隙，并確保試樣受力均勻。

3. 開始試驗：

• 按照設定的試驗速度（如5 mm/min, 10 mm/min）對試樣施加拉伸載荷。

• 記錄整個試驗過程中的載荷-位移曲線和其他相關數據。

4. 確定屈服點：

• 有明顯屈服點的材料：觀察應力-應變曲線，找到屈服點（應力-應變曲線上的第一個峰值或明顯的非線性變化點）。

• 無明顯屈服點的材料：使用0.2%偏移法。在彈性區域畫一條平行于彈性模量直線的線，這條線與應力-應變曲線相交的點即為0.2%偏移屈服點。

5. 繼續加載直至斷裂：

• 繼續施加拉伸載荷，直到試樣斷裂。

• 記錄最大拉伸載荷和相應的位移。

6. 數據記錄：

• 記錄試樣的最大拉伸載荷、屈服點的載荷、斷裂伸長率等關鍵參數。

• 如果需要，還可以記錄試樣的應變硬化行為、彈性模量等其他性能指標。

4. 數據分析

• 計算拉伸強度：根據記錄的最大拉伸載荷和試樣的原始橫截面積，計算材料的拉伸強度。

  $$\text{拉伸強度} = \frac{\text{最大拉伸載荷}}{\text{原始橫截面積}}$$

• 計算屈服強度：根據屈服點的載荷和試樣的原始橫截面積，計算材料的屈服強度。

  $$\text{屈服強度} = \frac{\text{屈服點的載荷}}{\text{原始橫截面積}}$$

• 計算斷裂伸長率：根據試樣斷裂時的位移變化，計算材料的斷裂伸長率。

  $$\text{斷裂伸長率} = \left( \frac{\text{斷裂后的長度} - \text{原始長度}}{\text{原始長度}} \right) \times 100\%$$

• 繪制應力-應變曲線：將試驗數據繪制成應力-應變曲線，分析材料的力學行為。

5. 報告編寫

• 報告內容：包括試驗目的、試驗設備、試樣制備、試驗步驟、試驗結果、數據分析、結論和建議。

• 報告格式：確保報告格式清晰、內容完整，便于閱讀和理解。

6. 注意事項

• 溫度控制：如果進行高低溫試驗，確保環境箱的溫度控制精度高，避免溫度波動對試驗結果的影響。

• 試樣對中：確保試樣在夾具中對中，避免偏心載荷導致的誤差。

• 數據準確性：使用高精度的數據采集系統，確保數據的準確性和可靠性。

• 安全措施：在試驗過程中注意安全，特別是高溫試驗時，防止燙傷和火災風險。

• 重復性：進行多次試驗，確保數據的重復性和一致性。

7. 標準參考

• 國際標準：如ISO 527（塑料 - 拉伸性能的測定）。

• 美國標準：如ASTM D638（塑料拉伸性能的標準試驗方法）。

• 中國標準：如GB/T 1040（塑料 拉伸性能的測定）。

通過這些詳細的步驟和方法，可以準確地測定材料的拉伸強度和屈服強度，從而評估材料的力學性能。