基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-塑料彎曲強(qiáng)度-實(shí)驗(yàn)講義

1、塑料彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)塑料彎曲實(shí)驗(yàn)常用作熱固性脆性材料的力學(xué)性能評(píng)價(jià)。可以將其看做是沖擊韌性的放大。本質(zhì)上是拉伸和彎曲的復(fù)合，最終直接關(guān)系到材料的剪切強(qiáng)度。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? .掌握塑料彎曲強(qiáng)度測(cè)量的基本原理2 .掌握簡(jiǎn)支梁彎曲性能的測(cè)量方法；3 .了解彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法適用的材料范圍?！緦?shí)驗(yàn)原理】把試樣支撐成橫梁，使其在跨度中心以恒定速度彎曲，直到試樣斷裂或者變形達(dá)到預(yù)定值，測(cè)量該過程中對(duì)試樣施加的壓力。4 .基本定義。1 .試驗(yàn)速度speedoftesting支座與壓頭之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速率，單位mm/min。2 .彎曲應(yīng)力flexuralstressJf試樣跨度中心外表面的正應(yīng)力，按9.1的（3）式計(jì)算

2、，單位MPa。3 .斷裂彎曲應(yīng)力flexuralstressatbreak,試槎斷段時(shí)的彎曲應(yīng)力（見圖1的曲線a和b）,單位MPa。4 .彎曲強(qiáng)度f(wàn)lexuralstretngth,眼試樣在彎曲過程中承受的最大彎曲應(yīng)力（見國(guó)1的曲線a和b）,單位MPa。5 .在規(guī)定撓度時(shí)的彎曲應(yīng)力flexuralstressatconventionaldeflectionJfc達(dá)到3.7規(guī)定的撓度sc時(shí)的彎曲應(yīng)力（見圖1的曲線C）,單位MPa。6 .撓度deflectiond在彎曲過程中，試樣跨度中心的頂面或底面偏離原始位置的距離，單位mmo7 .規(guī)定撓度conventionaideflection5嗷定撓度

3、為試樣厚度h的1.5倍，單位mm。當(dāng)跨度L=16h時(shí)，規(guī)定撓度相當(dāng)于彎曲應(yīng)變?yōu)?.5%（見3.8）。8 .彎曲應(yīng)變flexuralstrain,f試樣跨度中心外表面上單元長(zhǎng)度的微量變化，用無量綱的比或百分?jǐn)?shù)（）表示。按9.2的式（4）計(jì)算。9,斷裂彎曲應(yīng)變flexuralstrainatbreak,如試祥斷裂時(shí)的彎曲應(yīng)變（見圖1的曲線a和b）。用元量綱的比或百分?jǐn)?shù)（）表示。10 .彎曲強(qiáng)度下的彎曲應(yīng)變flexuralstrainatflexuralstrengthdfM最大彎曲應(yīng)力時(shí)的彎曲應(yīng)變（見圖1的曲線a和b）o用無量綱的比或百分?jǐn)?shù)（）表示。11 .彎曲彈性模量或彎曲模量modulusof

4、elasticityinflexure;flexuremodulus,Ef應(yīng)力差（Tf2m與對(duì)應(yīng)的應(yīng)變差（2=f.0025）e1=0,0005）之比見9.2的式（5）,單位MPa。曲靖8一試樣在屈服前斷裂*曲線b一試樣在規(guī)定撓度限前顯示最大值后斷裂：曲線俄樣在挑定撓度國(guó)前既不屈服也不斷裂圖1彎曲應(yīng)力G隨客曲應(yīng)變國(guó)和撓度£變化的典型曲線5.實(shí)驗(yàn)裝置兩個(gè)支座和中心壓頭的位置情況如圖2所示，支座和壓頭之間的平行度應(yīng)在土0.02mm以內(nèi)。壓頭半徑Rl和支座半徑凡的尺寸如下zRl=5.0mmi0.1mm；R2=2.0mm±0.2mm,試樣厚度運(yùn)3mm,Rz=5.0mmi0.2mm,試

5、樣厚度3mm跨度L應(yīng)可調(diào)節(jié)。IfcM力F莊頭、K2住驗(yàn)開始時(shí)的試樣位爬注一一彎曲模量?jī)H是楊氏彈性模量的近似值。注一一能借助計(jì)算機(jī)用兩個(gè)不同的應(yīng)力/應(yīng)變點(diǎn)測(cè)定模量品，即把這兩點(diǎn)間的曲線經(jīng)線性回歸處理后來表示。6.1 試樣6.2 形狀和尺寸6.2.1 試樣尺寸應(yīng)符合相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，若適用，則應(yīng)符合6.1.1的要求，否則，必須與有關(guān)方面協(xié)商試樣的類型。推薦尺寸（單位為mm）長(zhǎng)度1=80=2寬度b=10.0=0.2厚度h=4.0O2其他試樣：當(dāng)不可能或不能采用推薦試樣時(shí)，需符合下面的要求。試樣長(zhǎng)度和厚度之比應(yīng)與推薦試樣相同，如式（1）要求1/h=201試樣寬度應(yīng)采用表2給出的規(guī)定值表2與年度相美的寬度

6、值&mm公稱厚度A然期性模般和擠蛆料以及熱固性板材紙物和長(zhǎng)野堆增強(qiáng)的整斜2L015.03<A5IQrO15.05<A<1015.015,010<A<2020.0犯Q35.050.0啾口】）含有粗粒坡料的材料，其褪小寬度應(yīng)在融5。mm之間6.3.2片材試樣應(yīng)根據(jù)IS02818的規(guī)定從片材上機(jī)加工制取6.3.3長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料應(yīng)根據(jù)IS01268或其他規(guī)定或約定的方法加工成板材,然后按IS01268的規(guī)定或機(jī)加工制取試樣。6.4檢查試樣不可扭曲，表面應(yīng)相互垂直或平行，表面和棱角上應(yīng)無刮痕、麻點(diǎn)、凹陷和飛邊。對(duì)照直尺、矩尺和平板，目視檢查試樣是否符合上述要求，并用

7、游標(biāo)卡尺測(cè)量。試驗(yàn)前，應(yīng)剔除測(cè)量或觀察到的有一項(xiàng)或多項(xiàng)不符合上述要求的試樣，或?qū)⑵浼庸さ胶线m的尺寸和形狀。6.5試樣數(shù)量-在每一試驗(yàn)方向上至少應(yīng)測(cè)試五個(gè)試樣（見圖3）o如果要求平均值有更高的精密度，測(cè)量的試樣數(shù)量可能會(huì)超過五個(gè)，具體的試樣數(shù)量可用置信區(qū)間進(jìn)行估算（95%概率，見GB/T3360）。試樣在跨度中部1/3外斷裂的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)予作廢，并應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。產(chǎn)耳的寬度方向試樣位置產(chǎn)品方向隨方方一向A長(zhǎng)度垂克B寬度_垂直C性度一1平行D寬度平行圖3相時(shí)于產(chǎn)品方向和施力方向的試祥位置.狀態(tài)調(diào)節(jié)試樣應(yīng)按其材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，若元相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從GB/T2918-1998中選擇最合適的條

8、件進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。另有商定的,如高溫或低溫試驗(yàn)除外。.試驗(yàn)步驟.試驗(yàn)應(yīng)在受試材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境中進(jìn)行，若無類似標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從GB/T2918-1998中選擇最合適的環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。另有商定的,如高溫或低溫試驗(yàn)除外。測(cè)量試樣中部的寬度b,精確到0.1mm;厚度h,精確到0.01mm,計(jì)算一組試樣厚度的平均值T。剔除厚度超過平均厚度允差±0.5%的試樣，并用隨機(jī)選取的試樣來代替。調(diào)節(jié)跨度L,使符合式（2）:L=（16±1）h（2）并測(cè)量調(diào)節(jié)好的跨度，精確到0.5%。除下列情況外，都應(yīng)用式（2）計(jì)算跨度：a）對(duì)于較厚且單向纖維增強(qiáng)的試樣，為避免剪切時(shí)分層，在計(jì)算兩支撐點(diǎn)問距離時(shí)，可用較

9、大的L/h比。b）對(duì)于較薄的試樣，為適應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備的能力，在計(jì)算跨度時(shí)用較小的L/T比。c）對(duì)于軟性的熱塑性塑料，為防止支座嵌入試樣，可用較大的L/1比。3接受試材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置試驗(yàn)速度，若無類似標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)從表1中選一速度值,使應(yīng)變速率盡可能接近1%/min,這一試驗(yàn)速度使每分鐘產(chǎn)生的撓度近似為試樣厚度值的0.4倍，例如,符合6.1.1推薦試樣的試驗(yàn)速度為2mm/min4把試樣對(duì)稱地放在兩個(gè)支座上，并于跨度中心施加力（見圖2）05記錄試驗(yàn)過程中施加的力和相應(yīng)的撓度，若可能，應(yīng)用自動(dòng)記錄裝置來執(zhí)行這一操作過程，以便得到完整的應(yīng)力/應(yīng)變曲線圖（見式3）根據(jù)力/撓度或應(yīng)力/撓度曲線或等效的數(shù)據(jù)來確定關(guān)應(yīng)

10、力、撓度和應(yīng)變值。表1忒險(xiǎn)速度推若值速tTRm/niitr花叁一監(jiān)-v)±202±205±2010±20±105g±10i.m±10200±10500101）修度在1rnni至3,5me之間的試樣.用最低速度9.數(shù)據(jù)處理1.彎曲強(qiáng)度計(jì)算（彎曲強(qiáng)度公式）式中F一一施加的力，N;L一一跨度，mmb一一試樣寬度,mmh一一試樣厚度,mmo.彎曲模量對(duì)于彎曲模量的測(cè)量,先根據(jù)給定的彎曲應(yīng)變ef1=0.0005和£fz=0.0025,按式（4）計(jì)算相應(yīng)的撓（彎曲模量公式）kd/6A（£=】，2）（4）式中Si,一一單個(gè)撓度,mmeif相應(yīng)的彎曲應(yīng)變,即上述的£fl和£f2值；L-一跨度,mmh一一試樣厚度,mmo再根據(jù)式(5)計(jì)算彎曲模量Ef,用MPa表示：Ef=(Tf2-(Tf1)/(kf2fl).(5)式中：(Tf-一撓度為si時(shí)的彎曲應(yīng)力,MPap(7f2一撓度為S2時(shí)的彎曲應(yīng)力,MPa。注8:若借助計(jì)算機(jī)來計(jì)算。所有計(jì)算彎曲性能的公式僅在線性應(yīng)力/應(yīng)變