高分子材料性能測(cè)試-力學(xué)性能

1、Mechanical properties of materials強(qiáng)度強(qiáng)度(Strength)：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或破材料在載荷作用下抵抗塑性變形或破壞的最大能力。壞的最大能力。屈服強(qiáng)度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力屈服強(qiáng)度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力 PsPs或或 抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：b b=P=Pb b/F/F0 0 斷裂前單位面積上所承受的最斷裂前單位面積上所承受的最大應(yīng)力大應(yīng)力剛度剛度(Stiffness)：外應(yīng)力作用下材料抵抗彈性變形能力。外應(yīng)力作用下材料抵抗彈性變形能力。 彈性模量：彈性模量：E E/韌性韌性(Ductility)：材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收

2、材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收能量的能力。能量的能力。斷裂韌性：斷裂韌性：K KICIC塑性塑性(Plasticity)：外力作用下，材料發(fā)生不可逆的永外力作用下，材料發(fā)生不可逆的永久性變形而不破壞的能力。久性變形而不破壞的能力。Mechanical properties of materials應(yīng) 力應(yīng) 變強(qiáng)度范疇剛度范疇塑性范疇韌性范疇Mechanical properties of materials1t應(yīng)力應(yīng)變曲線：A：脆性材料；B：具有屈服點(diǎn)的韌性材料；C：無屈服點(diǎn)的韌性材料拉伸強(qiáng)度；拉伸斷裂應(yīng)力； 拉伸屈服應(yīng)力；偏置屈服應(yīng)力；拉伸時(shí)的應(yīng)變；斷裂時(shí)的應(yīng)變；屈服時(shí)的應(yīng)變；偏置屈服時(shí)的

3、應(yīng)變 1t2t3t4t1t2t3t4t 彈性形變彈性形變: （開始-Y）應(yīng)力隨應(yīng)變正比地增加，直線斜率=楊氏模量E。由高分子的鍵長(zhǎng)鍵角變化引起的。 屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力： 應(yīng)力在Y點(diǎn)達(dá)到極大值，這一點(diǎn)叫屈服點(diǎn)，其應(yīng)力y為屈服應(yīng)力。 強(qiáng)迫高彈形變強(qiáng)迫高彈形變（大形變） 過了Y點(diǎn)應(yīng)力反而降低，由于此時(shí)在大的外力幫助下，玻璃態(tài)聚合物本來被凍結(jié)的鏈段開始運(yùn)動(dòng)，高分子鏈的伸展提供了材料的大的形變。這種運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上與橡膠的高彈形變一樣，只不過是在外力作用下發(fā)生的，為了與普通的高彈形變相區(qū)別，通常稱為強(qiáng)迫高彈形變。這一階段加熱這一階段加熱可以恢復(fù)可以恢復(fù)。 應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化 繼續(xù)拉伸時(shí)，由于分子鏈取向排列，使硬度

4、提高，從而需要更大的力才能形變。 斷裂斷裂 達(dá)到B點(diǎn)時(shí)材料斷裂，斷裂時(shí)的應(yīng)力b即是抗張強(qiáng)度t；斷裂時(shí)的應(yīng)變b又稱為斷裂伸長(zhǎng)率。直至斷裂，整條曲線所包圍的面積S相當(dāng)于斷裂功。E越大，說明材料越硬，相反則越軟；b或y越大，說材料越強(qiáng)，相反則越弱；b或S越大，說明材料越韌，相反則越脆。n(c)的特點(diǎn)是硬而強(qiáng)。拉伸強(qiáng)度和彈性模量大，且有適當(dāng)?shù)纳扉L(zhǎng)率，如硬聚氯乙烯等。n(d)的特點(diǎn)是軟而韌。斷裂伸長(zhǎng)率大，拉伸強(qiáng)度也較高，但彈性模量低，如天然橡膠、順丁橡膠等。n (e)的特點(diǎn)是硬而韌。彈性模量大、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率也大，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、尼龍等高分子材料的典型應(yīng)力-應(yīng)變特征硬塑料應(yīng)力纖維軟塑料應(yīng)變

5、橡膠電子萬能試驗(yàn)機(jī)電子萬能試驗(yàn)機(jī)低碳鋼鋁合金鑄鐵高分子材料符合材料圖圖3-3 I型試樣型試樣表3-2 I I型試樣尺寸要求圖圖3-3 II型試樣型試樣表3-2 II II型試樣尺寸要求圖圖3-3 III型試樣型試樣表3-2 III III型試樣尺寸要求圖圖3-3 IV型試樣型試樣表3-2 IV IV型試樣尺寸要求A:150%，B:220%，C:520%，D:1020%，E:2010%，F(xiàn):5010%，G:10010%，H:20010%，I:50010%。n拉伸強(qiáng)度或拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力、偏置屈服應(yīng)力按下式計(jì)算：t=F/bd t：拉伸強(qiáng)度或拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力等，MPa；F：最大負(fù)荷或斷裂負(fù)荷、屈服負(fù)荷、偏置屈服負(fù)荷，N；b：試樣寬度，mm；d：試樣厚度，mm。n斷裂伸長(zhǎng)率按下式計(jì)算：=(L-L0)/L0100% ：斷裂伸長(zhǎng)率，%；L0：試樣原始標(biāo)距，mm； L：試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離，mm。表3-4 與厚度相關(guān)的寬度值b mm 223bdFLfKbdLDdbFLEf333443d