塑料機(jī)械性能測(cè)試

1、高分子教研室高分子教研室內(nèi)容 一、 二、 三、 為了測(cè)定高聚物材料的基本物性，對(duì)材料施加應(yīng)力后，測(cè)為了測(cè)定高聚物材料的基本物性，對(duì)材料施加應(yīng)力后，測(cè)出變形量，求出應(yīng)力，應(yīng)力應(yīng)變曲線是最普通的方法。將出變形量，求出應(yīng)力，應(yīng)力應(yīng)變曲線是最普通的方法。將樣條的兩端用器具固定好，施加軸方向的拉伸荷重，直到樣條的兩端用器具固定好，施加軸方向的拉伸荷重，直到遭破壞時(shí)的應(yīng)力與扭曲的計(jì)算方法即為拉伸試驗(yàn)。遭破壞時(shí)的應(yīng)力與扭曲的計(jì)算方法即為拉伸試驗(yàn)。 拉伸時(shí)形變，試驗(yàn)截面積縮小，應(yīng)該以瞬時(shí)橫截面積來(lái)計(jì)拉伸時(shí)形變，試驗(yàn)截面積縮小，應(yīng)該以瞬時(shí)橫截面積來(lái)計(jì)算，真應(yīng)力大于拉伸強(qiáng)度算，真應(yīng)力大于拉伸強(qiáng)度 了解拉伸曲線了解

2、拉伸曲線拉伸性能拉伸性能-曲線曲線塑料材料的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線塑料材料的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線拉伸應(yīng)力應(yīng)變的計(jì)算拉伸應(yīng)力應(yīng)變的計(jì)算拉伸應(yīng)力：拉伸應(yīng)力： = F/A伸長(zhǎng)率：伸長(zhǎng)率：e= L/L 100%拉伸性能拉伸性能-曲線曲線基本內(nèi)容（一）基本內(nèi)容（一）拉伸應(yīng)力拉伸應(yīng)力(Tensile Stress)：試片變形前，施加于單位面積上的拉伸力：試片變形前，施加于單位面積上的拉伸力的大小。的大小。伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率(Tensile Strain)：試片原本標(biāo)線間的長(zhǎng)度因拉伸力的作用產(chǎn)生的：試片原本標(biāo)線間的長(zhǎng)度因拉伸力的作用產(chǎn)生的變化。變化。屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)(Yield Point)：應(yīng)力應(yīng)變曲線中，即使荷重不增加，伸

3、長(zhǎng)率也開(kāi)：應(yīng)力應(yīng)變曲線中，即使荷重不增加，伸長(zhǎng)率也開(kāi)始上升的時(shí)刻稱為屈服點(diǎn)。此時(shí)的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度始上升的時(shí)刻稱為屈服點(diǎn)。此時(shí)的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度(Yield Strength)，此時(shí)的變形率為屈服伸長(zhǎng)率此時(shí)的變形率為屈服伸長(zhǎng)率(Elongation at Yield)。拉伸模量拉伸模量(Tensile Modulus)：在變形率較低的區(qū)間，應(yīng)力與應(yīng)變通常：在變形率較低的區(qū)間，應(yīng)力與應(yīng)變通常呈直線變化的關(guān)系，此區(qū)間的應(yīng)力與應(yīng)變的比值（拉伸應(yīng)力呈直線變化的關(guān)系，此區(qū)間的應(yīng)力與應(yīng)變的比值（拉伸應(yīng)力/伸長(zhǎng)率）伸長(zhǎng)率）被稱為拉伸模量。被稱為拉伸模量。斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度(Breaking Strength)：指

4、斷裂點(diǎn)：指斷裂點(diǎn)(Break Point)上對(duì)應(yīng)的拉伸上對(duì)應(yīng)的拉伸力。力。斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)率(Elongation at Break)：指斷裂點(diǎn)：指斷裂點(diǎn)(Break Point)上對(duì)應(yīng)的上對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)率。伸長(zhǎng)率。拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(Tensile Strength)：有屈服點(diǎn)的材料，拉伸強(qiáng)度是指屈服強(qiáng)：有屈服點(diǎn)的材料，拉伸強(qiáng)度是指屈服強(qiáng)度；不產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的材料，破壞強(qiáng)度即為其拉伸強(qiáng)度。度；不產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的材料，破壞強(qiáng)度即為其拉伸強(qiáng)度。基本內(nèi)容（二）基本內(nèi)容（二）應(yīng)力和應(yīng)變：當(dāng)材料受到外力作用，而所處的條件使它不能產(chǎn)生慣性移動(dòng)時(shí)，它的幾何應(yīng)力和應(yīng)變：當(dāng)材料受到外力作用，而所處的條件使它不能產(chǎn)生慣

5、性移動(dòng)時(shí)，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種變化就稱為應(yīng)變。材料發(fā)生宏觀的變形時(shí)，其內(nèi)部分子間以及形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種變化就稱為應(yīng)變。材料發(fā)生宏觀的變形時(shí)，其內(nèi)部分子間以及分子內(nèi)各原于間的相對(duì)位置和距離就要發(fā)生變化，產(chǎn)生了原子間及分子之間的附加的內(nèi)力，分子內(nèi)各原于間的相對(duì)位置和距離就要發(fā)生變化，產(chǎn)生了原子間及分子之間的附加的內(nèi)力，抵抗著外力，并力圖恢復(fù)到變化前的狀態(tài)，達(dá)到平衡時(shí)，附加內(nèi)力與外力大小相等，方向相抵抗著外力，并力圖恢復(fù)到變化前的狀態(tài)，達(dá)到平衡時(shí)，附加內(nèi)力與外力大小相等，方向相反。定義單位面積上的附加內(nèi)力為應(yīng)力，顯然，其值與單位面積上所受的外力相等。反。定義單位面積上的附加內(nèi)力

6、為應(yīng)力，顯然，其值與單位面積上所受的外力相等。彈性模量：對(duì)于理想的彈性固體，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系服從虎克定律，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比彈性模量：對(duì)于理想的彈性固體，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系服從虎克定律，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比例常熟成為彈性模量?？梢?jiàn)彈性模量是材料發(fā)生單位應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力，它表征材料抵抗變形能例常熟成為彈性模量。可見(jiàn)彈性模量是材料發(fā)生單位應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力，它表征材料抵抗變形能力的大小，模量愈大，愈不容易變形，表示材料剛度愈大。力的大小，模量愈大，愈不容易變形，表示材料剛度愈大。拉伸強(qiáng)度：是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度和試驗(yàn)速度下，在標(biāo)被試樣上沿軸向施加拉伸裁荷，拉伸強(qiáng)度：是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度和試驗(yàn)速度下，在

7、標(biāo)被試樣上沿軸向施加拉伸裁荷，直到試樣被拉斷為止，斷裂前試樣承受的最大載荷直到試樣被拉斷為止，斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的寬度與試樣的寬度b和厚度和厚度d的乘積的比值。的乘積的比值。t=P/(bd)ISO527標(biāo)準(zhǔn)的拉伸樣條及相關(guān)尺寸標(biāo)準(zhǔn)的拉伸樣條及相關(guān)尺寸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有GB1040、ASTM D638、ISO527，其內(nèi)容相似。，其內(nèi)容相似。測(cè)試設(shè)備：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，裝有能以一定速測(cè)試設(shè)備：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，裝有能以一定速度移動(dòng)的夾具。此器材還適用于壓縮、彎曲、度移動(dòng)的夾具。此器材還適用于壓縮、彎曲、剪斷等測(cè)試。剪斷等測(cè)試。測(cè)試速度：因?yàn)槔?/p>

8、速度對(duì)材料的拉伸性能測(cè)測(cè)試速度：因?yàn)槔焖俣葘?duì)材料的拉伸性能測(cè)試影響很大，所以必須依據(jù)不同材料、不同樣試影響很大，所以必須依據(jù)不同材料、不同樣條尺寸采取適宜的拉伸速度。條尺寸采取適宜的拉伸速度。測(cè)試儀器測(cè)試儀器將樣條放在一定長(zhǎng)度的兩個(gè)支點(diǎn)上，以一定的速度在中間部位將樣條放在一定長(zhǎng)度的兩個(gè)支點(diǎn)上，以一定的速度在中間部位施加荷重時(shí)變彎，直到引起折斷或達(dá)到一定彎曲量時(shí)的應(yīng)力于施加荷重時(shí)變彎，直到引起折斷或達(dá)到一定彎曲量時(shí)的應(yīng)力于扭曲的計(jì)算方法即為彎曲試驗(yàn)。扭曲的計(jì)算方法即為彎曲試驗(yàn)。彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度(Flexural Strength)：以一定速度在樣條中心施加作：以一定速度在樣條中心施加作用力，樣

9、條破壞或達(dá)到用力，樣條破壞或達(dá)到5%變形量時(shí)的強(qiáng)度。彎曲強(qiáng)度是測(cè)定變形量時(shí)的強(qiáng)度。彎曲強(qiáng)度是測(cè)定樣條發(fā)生彎曲產(chǎn)生變形時(shí)的抗衡性試驗(yàn)。樣條發(fā)生彎曲產(chǎn)生變形時(shí)的抗衡性試驗(yàn)。彎曲模量彎曲模量(Flexural Modulus)：指從樣條中心的上部施加的作：指從樣條中心的上部施加的作用力的大小與樣條所產(chǎn)生的形變之比。彎曲模量越大，剛性越用力的大小與樣條所產(chǎn)生的形變之比。彎曲模量越大，剛性越強(qiáng)，彎曲模量越小，塑料越柔軟。強(qiáng)，彎曲模量越小，塑料越柔軟。彎曲強(qiáng)度：彎曲強(qiáng)度：Fs = (3Pmax t) / 2bh2彎曲模量：彎曲模量：Fm = (t3 m) / 2bh2其中：其中：b為樣條寬度；為樣條寬度；

10、t 為兩支點(diǎn)間的為兩支點(diǎn)間的距離；距離；m 為圖表的初期傾斜度；為圖表的初期傾斜度；3Pmax為最大荷重（應(yīng)力）。為最大荷重（應(yīng)力）。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有GB9341、ASTM D790、ISO178，其內(nèi)容相似。，其內(nèi)容相似。測(cè)試設(shè)備：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。此器材還適用于壓縮、拉伸、剪斷等測(cè)試設(shè)備：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。此器材還適用于壓縮、拉伸、剪斷等測(cè)試。測(cè)試。加壓速度：加壓速度隨樣條的種類（下圖的加壓速度：加壓速度隨樣條的種類（下圖的H&L）及軸的間隔（）及軸的間隔（L）而不同，請(qǐng)參考下表。而不同，請(qǐng)參考下表。三、三、高分子材料在一般情況下，遇到?jīng)_擊較易發(fā)生破

11、裂。即同樣大小的作用力，當(dāng)緩慢地作用高分子材料在一般情況下，遇到?jīng)_擊較易發(fā)生破裂。即同樣大小的作用力，當(dāng)緩慢地作用在高分子樣條上時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生破裂，但當(dāng)突然快速作用時(shí)，樣條就會(huì)破裂。在高分子樣條上時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生破裂，但當(dāng)突然快速作用時(shí)，樣條就會(huì)破裂。沖擊強(qiáng)度表現(xiàn)為樣條或制件承受沖擊的程度，通常泛指樣條在產(chǎn)生破裂前所吸收的能量。沖擊強(qiáng)度表現(xiàn)為樣條或制件承受沖擊的程度，通常泛指樣條在產(chǎn)生破裂前所吸收的能量。沖擊強(qiáng)度隨樣條形態(tài)、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)條件表現(xiàn)出不同的價(jià)值，因此不能歸為材料的基本沖擊強(qiáng)度隨樣條形態(tài)、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)條件表現(xiàn)出不同的價(jià)值，因此不能歸為材料的基本性質(zhì)性質(zhì)。Izod沖擊試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)和Charpy沖擊試驗(yàn)均屬擺錘測(cè)定法，不同的是沖擊試驗(yàn)均屬擺錘測(cè)定法，不同的是Izod沖擊試驗(yàn)是將樣條的沖擊試驗(yàn)是將樣條的一端垂直夾住，而一端垂直夾住，而Charpy沖擊試驗(yàn)是將樣條兩端水平夾住，但基本原理二者相同。沖擊試驗(yàn)是將樣條兩端水平夾住，但基本原理二者相同。根據(jù)試驗(yàn)的受力狀態(tài)可分為：彎曲沖擊（簡(jiǎn)支梁和懸臂梁沖擊），拉伸沖擊，扭轉(zhuǎn)沖根據(jù)試驗(yàn)的受力狀態(tài)可分為：彎曲沖擊（簡(jiǎn)支梁和懸臂梁沖擊），拉伸沖擊，扭轉(zhuǎn)沖擊，剪切沖擊和落錘沖擊擊，剪切沖擊和落錘沖擊缺口沖擊強(qiáng)度在描