拉伸彈性模量學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1拉伸拉伸(l shn)彈性模量彈性模量第一頁(yè)，共47頁(yè)。第1頁(yè)/共47頁(yè)第二頁(yè)，共47頁(yè)。3塑性材料的特點(diǎn)：斷裂前變形大，塑性指標(biāo)（塑性材料的特點(diǎn)：斷裂前變形大，塑性指標(biāo)（、）高，抗拉能力）高，抗拉能力(nngl)強(qiáng)。常用指標(biāo)強(qiáng)。常用指標(biāo)-彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限；彈性模量；斷裂伸長(zhǎng)率、斷面收縮率。彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限；彈性模量；斷裂伸長(zhǎng)率、斷面收縮率。脆性材料的特點(diǎn)：斷裂前變形小，塑性指標(biāo)低。唯一指標(biāo)脆性材料的特點(diǎn)：斷裂前變形小，塑性指標(biāo)低。唯一指標(biāo)-b。第2頁(yè)/共47頁(yè)第三頁(yè)，共47頁(yè)。4第3頁(yè)/共47頁(yè)第四頁(yè)，共47頁(yè)。第4頁(yè)/共47頁(yè)第五頁(yè)，共47頁(yè)。l 力學(xué)性能的

2、數(shù)值很寬：包括從熔體、軟橡皮到很硬的力學(xué)性能的數(shù)值很寬：包括從熔體、軟橡皮到很硬的固體，各種聚合物對(duì)于機(jī)械應(yīng)力的反應(yīng)相差很大。固體，各種聚合物對(duì)于機(jī)械應(yīng)力的反應(yīng)相差很大。l高聚物由長(zhǎng)鏈分子組成，運(yùn)動(dòng)單元具有多重性，分子高聚物由長(zhǎng)鏈分子組成，運(yùn)動(dòng)單元具有多重性，分子運(yùn)動(dòng)對(duì)溫度和時(shí)間有強(qiáng)烈的依賴(lài)性運(yùn)動(dòng)對(duì)溫度和時(shí)間有強(qiáng)烈的依賴(lài)性松弛特性。力松弛特性。力學(xué)性能也有松弛特性。表現(xiàn)為粘彈性行為，同時(shí)學(xué)性能也有松弛特性。表現(xiàn)為粘彈性行為，同時(shí)(tngsh)(tngsh)具有粘性液體和純粹彈性固體的行為具有粘性液體和純粹彈性固體的行為 l 強(qiáng)度低，模量低強(qiáng)度低，模量低Rubber 在低溫下變硬在低溫下變硬PM

3、MA, T100 C, 變軟變軟盡管結(jié)構(gòu)無(wú)變化，但對(duì)于不同溫度或外力，分盡管結(jié)構(gòu)無(wú)變化，但對(duì)于不同溫度或外力，分子運(yùn)動(dòng)是不同的，物理性質(zhì)也不同子運(yùn)動(dòng)是不同的，物理性質(zhì)也不同第5頁(yè)/共47頁(yè)第六頁(yè)，共47頁(yè)。7形變形變溫度溫度TgTf玻璃玻璃(b l)態(tài)態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)橡膠橡膠(xingjio)態(tài)態(tài)粘流態(tài)粘流態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域粘流轉(zhuǎn)變區(qū)域粘流轉(zhuǎn)變區(qū)域非晶態(tài)聚合物非晶態(tài)聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變玻璃化轉(zhuǎn)變(zhunbin)為高彈態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，轉(zhuǎn)變(zhunbin)溫度稱(chēng)為玻璃化溫度溫度稱(chēng)為玻璃化溫度Tg高彈態(tài)轉(zhuǎn)變高彈態(tài)轉(zhuǎn)變(zhunbin)為粘流態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，轉(zhuǎn)變(zhunbin)溫度稱(chēng)為

4、粘流溫度溫度稱(chēng)為粘流溫度Tf第6頁(yè)/共47頁(yè)第七頁(yè)，共47頁(yè)。8實(shí)驗(yàn)條件：一定拉伸速率和溫度實(shí)驗(yàn)條件：一定拉伸速率和溫度第7頁(yè)/共47頁(yè)第八頁(yè)，共47頁(yè)。9ABOCD明顯明顯(mngxin)(mngxin)的四個(gè)階段的四個(gè)階段1 1、普彈形變、普彈形變(xngbin)(xngbin)階段階段OAOA2 2、屈服、屈服(qf)(qf)階段階段ACAC（應(yīng)變軟化階段）（應(yīng)變軟化階段）3 3、強(qiáng)迫高彈形變階段、強(qiáng)迫高彈形變階段CDCD4 4、應(yīng)變硬化階段、應(yīng)變硬化階段DBDB第8頁(yè)/共47頁(yè)第九頁(yè)，共47頁(yè)。10AAEABPoint of elastic limit 彈性彈性(tnxng)極限點(diǎn)極限

5、點(diǎn)AAOCD第9頁(yè)/共47頁(yè)第十頁(yè)，共47頁(yè)。11AYBYielding point 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)AAYStrain softening 應(yīng)變應(yīng)變(yngbin)軟化軟化 y yOCD第10頁(yè)/共47頁(yè)第十一頁(yè)，共47頁(yè)。12AYBY強(qiáng)迫強(qiáng)迫(qing p)高彈形變高彈形變 y yOCDAA第11頁(yè)/共47頁(yè)第十二頁(yè)，共47頁(yè)。AYBY y yOCDAABBBreaking point 斷裂點(diǎn)斷裂點(diǎn)Strain hardening 應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化第12頁(yè)/共47頁(yè)第十三頁(yè)，共47頁(yè)。AYBOCDBBdW0第13頁(yè)/共47頁(yè)第十四頁(yè)，共47頁(yè)。15拉伸拉伸(l shn)過(guò)程中高分子鏈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程

6、中高分子鏈的運(yùn)動(dòng)非晶態(tài)聚合物的應(yīng)力非晶態(tài)聚合物的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線(qxin)(qxin)（玻璃態(tài)）玻璃態(tài)）I I 普彈形變普彈形變小尺寸運(yùn)動(dòng)單元小尺寸運(yùn)動(dòng)單元(dnyun)(dnyun)的的運(yùn)動(dòng)引起鍵長(zhǎng)鍵角變化。形變運(yùn)動(dòng)引起鍵長(zhǎng)鍵角變化。形變小可回復(fù)小可回復(fù)II II 強(qiáng)迫高彈形變強(qiáng)迫高彈形變?cè)诖笸饬ψ饔孟略诖笸饬ψ饔孟聝鼋Y(jié)的凍結(jié)的鏈段鏈段沿外力方向沿外力方向取向取向III III 粘流形變粘流形變?cè)谠诜肿渔湻肿渔溕煺购罄^續(xù)拉伸伸展后繼續(xù)拉伸整鏈整鏈取向取向排列，使材料的強(qiáng)排列，使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。形變不可回復(fù)度進(jìn)一步提高。形變不可回復(fù)。第14頁(yè)/共47頁(yè)第十五頁(yè)，共47頁(yè)。16

7、處于處于(chy)(chy)玻璃態(tài)的非晶聚合物在拉伸過(guò)程中屈服點(diǎn)后產(chǎn)生的較大應(yīng)變，移去外力后形變不能回復(fù)。若將試樣溫度升到其玻璃態(tài)的非晶聚合物在拉伸過(guò)程中屈服點(diǎn)后產(chǎn)生的較大應(yīng)變，移去外力后形變不能回復(fù)。若將試樣溫度升到其TgTg附近，該形變則可完全回復(fù)，是由高分子的鏈段運(yùn)動(dòng)所引起的。附近，該形變則可完全回復(fù)，是由高分子的鏈段運(yùn)動(dòng)所引起的。 這種形變稱(chēng)為強(qiáng)迫高彈形變。這種形變稱(chēng)為強(qiáng)迫高彈形變。強(qiáng)迫強(qiáng)迫(qing p)高彈形變（冷拉）高彈形變（冷拉）第15頁(yè)/共47頁(yè)第十六頁(yè)，共47頁(yè)。17T(a) Different temperature溫度溫度(wnd)a: TTg 脆斷脆斷b: TTg 屈

8、服屈服(qf)后后斷斷c: TTg 幾十度幾十度 韌斷韌斷d: Tg以上以上 無(wú)屈服無(wú)屈服(qf) Example-PVC第16頁(yè)/共47頁(yè)第十七頁(yè)，共47頁(yè)。18特征溫度特征溫度Tb：T bt，鑄鐵抗壓性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉性能，鑄鐵抗壓性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉性能2. 斷裂面為與軸向大致斷裂面為與軸向大致(dzh)成成45o55o的滑移面破壞。的滑移面破壞。2 2、脆性、脆性(cuxng)(cuxng)材料（鑄鐵）的壓縮材料（鑄鐵）的壓縮第42頁(yè)/共47頁(yè)第四十三頁(yè)，共47頁(yè)。44建筑專(zhuān)業(yè)建筑專(zhuān)業(yè)(zhuny)(zhuny)用的混凝土壓縮時(shí)的應(yīng)力用的混凝土壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變圖應(yīng)變圖混凝土的抗壓強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)(k