塑料拉伸性能測試課件

教學(xué)情境六

高分子材料性能測試方法6.1 拉伸性能6.2 彎曲性能6.3 壓縮性能6.4 沖擊性能6.5 剪切性能6.6 蠕變和應(yīng)力相應(yīng)6.7 硬度6.8 撕裂性能高分子材料的力學(xué)性能材料力學(xué)性能Thefourtypesofstresses韌性(Ductility)：材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收能量的能力。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。Mechanicalpropertiesofmaterials應(yīng)力應(yīng)變強(qiáng)度范疇剛度范疇塑性范疇韌性范疇Mechanicalpropertiesofmaterials一、定義拉伸強(qiáng)度：在拉伸試驗中，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：σｔ－εｔ曲線上斷裂時的應(yīng)力。拉伸屈服應(yīng)力：σｔ－εｔ曲線上屈服點處的應(yīng)力。斷裂伸長率：試樣斷裂時，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)生的相應(yīng)應(yīng)變之比。屈服點：σｔ－εｔ曲線上σｔ不隨εｔ增加的初始點。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。6.1 拉伸性能高分子應(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點達(dá)到極大值，這一點叫屈服點，其應(yīng)力σy為屈服應(yīng)力。

強(qiáng)迫高彈形變（大形變）過了Y點應(yīng)力反而降低，由于此時在大的外力幫助下，玻璃態(tài)聚合物本來被凍結(jié)的鏈段開始運(yùn)動，高分子鏈的伸展提供了材料的大的形變。這種運(yùn)動本質(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)。

應(yīng)變硬化繼續(xù)拉伸時，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點時材料斷裂，斷裂時的應(yīng)力σb即是抗張強(qiáng)度σt；斷裂時的應(yīng)變εb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；σb或σy越大，說材料越強(qiáng)，相反則越弱；εb或S越大，說明材料越韌，相反則越脆。

高分子典型應(yīng)力－應(yīng)變曲線I(a)的特點是軟而弱。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。(c)的特點是硬而強(qiáng)。拉伸強(qiáng)度和彈性模量大，且有適當(dāng)?shù)纳扉L率，如硬聚氯乙烯等。(d)的特點是軟而韌。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。

高分子典型應(yīng)力－應(yīng)變曲線

高分子材料的典型應(yīng)力-應(yīng)變特征性能模量屈服應(yīng)力拉伸強(qiáng)度斷裂伸長軟而弱低低低中等硬而脆高無中等低硬而強(qiáng)高高高中等軟而韌低低中等高硬而韌高高高高高分子材料的典型應(yīng)力-應(yīng)變特征

常用高分子材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線6.1 拉伸性能三、 拉伸性能測試原理及試樣

參照標(biāo)準(zhǔn)——國標(biāo)GB/T1040-921.原理拉伸試驗是對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。2.高分子試樣的制備和尺寸要求I

：I型試樣及尺寸圖I型試樣表6-2IIII型試樣尺寸要求2.II型試樣及尺寸圖II型試樣表6-2II型試樣尺寸要求2. 試樣的制備和尺寸要求IV：IV型試樣及尺寸圖IV型試樣表6-2IVIV型試樣尺寸要求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試驗速度硬質(zhì)熱塑性塑熱塑性增強(qiáng)塑料Ⅰ注塑模壓4BCDEF硬質(zhì)熱塑性塑料板熱固性塑料板含層壓板機(jī)械加工2ABCDEFG軟質(zhì)熱塑性塑料及板Ⅱ注塑、模壓板材機(jī)械加工和沖切加工2FGHI熱固性塑料(含填充、增強(qiáng)塑料）Ⅲ注塑模壓C熱固性塑料板Ⅳ機(jī)械加工BCDA:1±50%，B:2±20%，C:5±20%，D:10±20%，E:20±10%，F(xiàn):50±10%，G:100±10%，H:200±10%，I:500±10%。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)力按下式計算：

σt=F/bd

σt：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算：

εｔ=(L-L0)/L0×100%

εｔ：斷裂伸長率，%；L0：試樣原始標(biāo)距，mm；

L：試樣斷裂時標(biāo)線間距離，mm。電子萬能試驗機(jī)四、實驗設(shè)備擺錘式拉力試驗機(jī)五、影響拉伸性能的因素(1)成型條件：由試樣自身的微觀缺陷和微觀不同性引起(2)溫度和濕度：(3)拉伸速度：塑料屬于粘彈性材料，其應(yīng)力松弛過程與變形速率緊密相關(guān)，需要一