塑料拉伸性能課件PPT

1、塑料拉伸性能主要內(nèi)容1 拉伸性能2 拉伸性能測試原理及試樣要求3 測量方法4 拉力機(jī)使用說明5 數(shù)據(jù)處理6 實(shí)驗(yàn)設(shè)備7 影響拉伸性能的因素 材料力學(xué)性能的介紹The four types of stressesMechanical properties of materials強(qiáng)度(Strength)：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或破壞的最大能力。屈服強(qiáng)度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力 Ps或 抗拉強(qiáng)度：b=Pb/F0 斷裂前單位面積上所承受的最大應(yīng)力剛度(Stiffness)：外應(yīng)力作用下材料抵抗彈性變形能力。 彈性模量：E/韌性(Ductility)：材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收能量

2、的能力。斷裂韌性：KIC塑性(Plasticity)：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。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 materials1.1 定義拉伸強(qiáng)度：在拉伸試驗(yàn)中，試樣直至斷裂為止所承受的最大拉伸應(yīng)力。 拉伸應(yīng)力：試樣在計(jì)量標(biāo)距范圍內(nèi)，單位初始橫截面上承受的拉伸負(fù)荷。拉伸斷裂應(yīng)力：曲線上斷裂時(shí)的應(yīng)力。 拉伸屈服應(yīng)力：曲線上屈服點(diǎn)處的應(yīng)力。斷裂伸長率：試樣斷裂時(shí)，標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距之比。 彈性模量：比例極限內(nèi)，材料所受應(yīng)力與產(chǎn)生

3、的相應(yīng)應(yīng)變之比。 屈服點(diǎn)：曲線上不隨增加的初始點(diǎn)。 應(yīng)變：材料在應(yīng)力作用下，產(chǎn)生的尺寸變化與原始尺寸之比。1 拉伸性能1.2 高分子應(yīng)力-應(yīng)變過程 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。由高分子的鍵長鍵角變化引起的。 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（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。這一階段加熱可以恢復(fù)

4、。 應(yīng)變硬化 繼續(xù)拉伸時(shí)，由于分子鏈取向排列，使硬度提高，從而需要更大的力才能形變。 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。1.3 高分子典型應(yīng)力應(yīng)變曲線 I(a)的特點(diǎn)是軟而弱。拉伸強(qiáng)度低，彈性模量小，且伸長率也不大，如溶脹的凝膠等。(b)的特點(diǎn)是硬而脆。拉伸強(qiáng)度和彈性模量較大，斷裂伸長率小，如聚苯乙烯等。 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。拉伸強(qiáng)度和彈性

5、模量大，且有適當(dāng)?shù)纳扉L率，如硬聚氯乙烯等。這一階段加熱可以恢復(fù)。板材機(jī)械加工和沖切加工將大變形的上下夾頭夾在試樣的中部，并保證上下夾頭之間的頂桿接觸，以保證試樣原始標(biāo)距的正確。測量試樣中間平行部分的厚度和寬度，精確到0.硬而脆的塑料 較低的拉伸速度連續(xù)或者間歇過熱造成分子熱分解；2 拉伸性能測試原理及試樣由高分子的鍵長鍵角變化引起的。熱固性樹脂不會(huì)因溫度不同而得到不同的曲線。斷裂時(shí)的應(yīng)變b又稱為斷裂伸長率。材料力學(xué)性能的介紹參照標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)GB/T 1040-92由計(jì)算機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)方案制定與選擇、數(shù)據(jù)處理、分析、試驗(yàn)過程檢測、結(jié)果輸出；(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率，如

6、硬聚氯乙烯等。(d)的特點(diǎn)是軟而韌。斷裂伸長率大，拉伸強(qiáng)度也較高，但彈性模量低，如天然橡膠、順丁橡膠等。1.3 高分子典型應(yīng)力應(yīng)變曲線1.3 高分子典型應(yīng)力應(yīng)變曲線 III (e)的特點(diǎn)是硬而韌。彈性模量大、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率也大，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、尼龍等常用高分子材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線2 拉伸性能測試原理及試樣參照標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)GB/T 1040-922.1 原理 拉伸試驗(yàn)是對(duì)試樣延期縱軸方向施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷，使其破壞，通過測量試樣的屈服力、破壞力和試樣標(biāo)距間的伸長來求得試樣的屈服強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度和伸長率。拉伸性能測試試樣低碳鋼鋁合金鑄鐵高分子材料復(fù)合材料2.2 高分子試樣的制備和尺寸要求I ：

7、I型試樣及尺寸圖 I型試樣I型試樣尺寸要求在試樣中間平行部分做標(biāo)線，示明標(biāo)距。例如，聚碳酸酯的成品經(jīng)退火處理，成品的耐環(huán)境應(yīng)力開裂改善，彎曲強(qiáng)度增加，但是沖擊強(qiáng)度稍稍下降。3 高分子典型應(yīng)力應(yīng)變曲線拉伸應(yīng)力：試樣在計(jì)量標(biāo)距范圍內(nèi)，單位初始橫截面上承受的拉伸負(fù)荷。拉伸強(qiáng)度和彈性模量大，且有適當(dāng)?shù)纳扉L率，如硬聚氯乙烯等。將大變形的上下夾頭夾在試樣的中部，并保證上下夾頭之間的頂桿接觸，以保證試樣原始標(biāo)距的正確。斷裂時(shí)的應(yīng)變b又稱為斷裂伸長率。屈服強(qiáng)度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力 Ps或成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度：b=Pb/F0 斷裂前單位面積上所承受的最大應(yīng)力

8、若夾具已安裝到試驗(yàn)機(jī)上，則對(duì)夾具進(jìn)行檢查,并根據(jù)試樣的長度及夾具的間距設(shè)置好限位裝置。成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學(xué)性能力測量系統(tǒng)、變形測量系統(tǒng)、位移測量系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等；關(guān)機(jī)順序：試驗(yàn)軟件試驗(yàn)機(jī)打印機(jī)計(jì)算機(jī)。2.2 II型試樣及尺寸圖 II型試樣I I型試樣尺寸要求2.2 試樣的制備和尺寸要求III ：III型試樣及尺寸圖 III型試樣III型試樣尺寸要求2.2 試樣的制備和尺寸要求IV ：IV型試樣及尺寸圖 IV型試樣 IV型試樣尺寸要求2.2試樣的制備和尺寸要求V ：塑料材料選擇試樣類型測試速度參考 試樣材料類型試樣制備方法最佳厚度mm試驗(yàn)速度硬質(zhì)熱塑性

9、塑熱塑性增強(qiáng)塑料注塑 模壓4B C D E F硬質(zhì)熱塑性塑料板 熱固性塑料板含層壓板機(jī)械加工2A B C D E F G軟質(zhì)熱塑性塑料及板注塑、模壓 板材機(jī)械加工和沖切加工2F G H I熱固性塑料(含填充、增強(qiáng)塑料）注塑 模壓C熱固性塑料板機(jī)械加工B C DA:150%，B:220%，C:520%，D:1020%，E:2010%，F(xiàn):5010%，G:10010%，H:20010%，I:50010%。為何要選定拉伸速度？因?yàn)樗芰蠈僬硰椥圆牧希膽?yīng)力松馳過程與變形速率緊密相關(guān)。應(yīng)力松馳需要一個(gè)時(shí)間過程，當(dāng)?shù)退倮鞎r(shí)，分子鏈來得及位移、重排，呈現(xiàn)韌性行為。表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度減少，而斷裂伸長率增大。高

10、速拉伸時(shí)，高分子鏈段的運(yùn)動(dòng)跟不上外力作用，呈現(xiàn)脆性行為，表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度增大，斷裂伸長率減少。硬而脆的塑料 較低的拉伸速度韌性塑料 較高的拉伸速度3.測量方法試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)環(huán)境按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在試樣中間平行部分做標(biāo)線，示明標(biāo)距。測量試樣中間平行部分的厚度和寬度，精確到0.01mm，II型試樣中間平行部分的寬度，精確到0.05mm，測3點(diǎn)，取算術(shù)平均值。夾具夾持試樣時(shí)，要使試樣縱軸與上下夾具中心連線重合，且松緊適宜。選定試驗(yàn)速度，進(jìn)行試驗(yàn)。記錄屈服時(shí)負(fù)荷，或斷裂負(fù)荷及標(biāo)距間伸長。試樣斷裂在中間平行部分之外時(shí)，此試樣作廢，另取試樣補(bǔ)做。4 拉力機(jī)使用說明 按以下順序開機(jī)：試驗(yàn)機(jī)打印機(jī)計(jì)算機(jī)。每

11、次開機(jī)后，最好要預(yù)熱10分鐘，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，再進(jìn)行試驗(yàn)工作。準(zhǔn)備好楔形拉伸夾具。若夾具已安裝到試驗(yàn)機(jī)上，則對(duì)夾具進(jìn)行檢查,并根據(jù)試樣的長度及夾具的間距設(shè)置好限位裝置。 點(diǎn)擊桌面上的 圖標(biāo),開始拉伸測試。拉伸測試界面分別將上、下夾具裝到試驗(yàn)機(jī)的上、下接頭上，插上插銷，旋緊鎖緊螺母。先搬動(dòng)上夾具的上搬把，使鉗口張開適當(dāng)?shù)膶挾?，大于所裝試樣的厚度即可；將試樣一端放入上夾具鉗口之間，并使試樣位于鉗口的中央，松開上搬把，將試樣上端夾緊。在夾好試樣一端后，力值清零（點(diǎn)擊力窗口的 按鈕）再夾另一端。將大變形的上下夾頭夾在試樣的中部，并保證上下夾頭之間的頂桿接觸，以保證試樣原始標(biāo)距的正確。本實(shí)驗(yàn)頂桿的間距設(shè)置

12、為50mm。點(diǎn)擊 ，開始自動(dòng)試驗(yàn)。熱固性塑料(含填充、增強(qiáng)塑料）無定形高分子彈性模量下降到數(shù)11000。直至斷裂，整條曲線所包圍的面積S相當(dāng)于斷裂功。由高分子的鍵長鍵角變化引起的。選定試驗(yàn)速度，進(jìn)行試驗(yàn)。Mechanical properties of materials斷裂時(shí)的應(yīng)變b又稱為斷裂伸長率。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；熱固性塑料(含填充、增強(qiáng)塑料）參照標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)GB/T 1040-92成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學(xué)性能成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學(xué)性能斷裂時(shí)的應(yīng)變b又稱為斷裂伸長率。將試樣一端放入上夾具鉗口之間，并使

13、試樣位于鉗口的中央，松開上搬把，將試樣上端夾緊。點(diǎn)擊拉伸功能窗口 ，進(jìn)入數(shù)據(jù)處理窗口點(diǎn)擊數(shù)據(jù)處理窗口中的 ，輸入試樣的寬度和厚度，之后確定退出，生成相關(guān)的報(bào)告關(guān)閉試驗(yàn)窗口及軟件。關(guān)機(jī)順序：試驗(yàn)軟件試驗(yàn)機(jī)打印機(jī)計(jì)算機(jī)。5 數(shù)據(jù)的處理拉伸強(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。斷裂伸長率按下式計(jì)算：=(L-L0)/L0100% ：斷裂伸長率，%；L0：試樣原始標(biāo)距，mm； L：試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離，mm。電子萬能試驗(yàn)機(jī)6 實(shí)

14、驗(yàn)設(shè)備電子萬能試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)主機(jī)交流伺服電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)、力傳感器、機(jī)架、滾珠絲桿、位移傳感器、限位開關(guān)、控制面板、急停開關(guān)等；電控系統(tǒng)力測量系統(tǒng)、變形測量系統(tǒng)、位移測量系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等；微機(jī)軟件由計(jì)算機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)方案制定與選擇、數(shù)據(jù)處理、分析、試驗(yàn)過程檢測、結(jié)果輸出；夾具根據(jù)試樣選取7 影響拉伸性能的因素一）成型條件成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學(xué)性能連續(xù)或者間歇過熱造成分子熱分解；成型壓力、模具設(shè)計(jì)、溫度等條件不適宜時(shí)，引起試樣變形；急劇冷卻或緩慢冷卻，引起殘余應(yīng)力的保留程度、結(jié)晶度、結(jié)晶粒子大小等方面不同；成型過程使分子取向時(shí)引起各向異性；成型后熱處理，制品除去

15、殘余應(yīng)力。例如，聚碳酸酯的成品經(jīng)退火處理，成品的耐環(huán)境應(yīng)力開裂改善，彎曲強(qiáng)度增加，但是沖擊強(qiáng)度稍稍下降。 (二) 溫度與濕度由高分子的鍵長鍵角變化引起的。Mechanical properties of materials熱固性樹脂不會(huì)因溫度不同而得到不同的曲線。成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學(xué)性能斷裂 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又稱為斷裂伸長率。(e)的特點(diǎn)是硬而韌。Mechanical properties of materials點(diǎn)擊 ，開始自動(dòng)試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)是對(duì)試樣延期縱軸方向施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷，使其破壞，通過測量試樣的屈服力、破壞力和試樣標(biāo)距間的伸長來求得試樣的屈服強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度和伸長率。熱固性樹脂不會(huì)因溫度不同而得到不同的曲線。拉伸強(qiáng)度和彈性模量大，且有適當(dāng)?shù)纳扉L率，如硬聚氯