拉伸強度教育課件

拉伸強度目的和要求1、熟悉高分子材料拉伸性能測試標準條件、測試原理及其操作。2、了解測試條件對測定結(jié)果的影響。3、測定聚丙烯等材料的屈服強度，斷裂強度和斷裂伸長率，并繪制應(yīng)力—應(yīng)變曲線；4、觀察結(jié)晶性高聚物的拉伸特征；5、掌握高聚物的靜載拉伸實驗方法。實驗原理1、應(yīng)力—應(yīng)變曲線

拉伸實驗是最常用的一種力學(xué)實驗，由實驗測定的應(yīng)力應(yīng)變曲線，可以得出評價材料性能的屈服強度()，斷裂強度()和斷裂伸長率()等表征參數(shù)，不同的高聚物、不同的測定條件，測得的應(yīng)力—應(yīng)變曲線是不同的。應(yīng)力與應(yīng)變之間服從虎克定律，即：式中σ——應(yīng)力，MPa；ε——應(yīng)變，％；E——彈性模量，MPa；A為屈服點，A點所對應(yīng)力叫屈服應(yīng)力()或屈服強度。2、玻璃態(tài)高聚物拉伸時曲線發(fā)展的幾個階段(1)屈服區(qū)(2)屈服區(qū)(3)延伸區(qū)(4)增強區(qū)3、影響高聚物機械強度的因素(1)大分子鏈的主價鏈，分子間力以及高分子鏈的柔性等，是決定高聚物機械強度的主要內(nèi)在因素。(2)混料及塑化不均,會產(chǎn)生細紋、凹陷、真空泡等形式留在制品表面或內(nèi)層。(3)環(huán)境溫度、濕度及拉伸速度等對機械強度有著非常重要的影響。4、由于不同的高分子材料，在結(jié)構(gòu)上不同，表現(xiàn)為應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形狀也不同。目前大致可歸納成5種類型

(a)的特點是軟而弱。拉伸強度低，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。拉伸強度和彈性模量大，且有適當?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，拉伸強度也較高，但彈性模量低，如天然橡膠、順丁橡膠等。

(e)的特點是硬而韌。彈性模量大、拉伸強度和斷裂伸長率也大，如聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍等。儀器、設(shè)備和材料1、材料試樣(1)試樣的類型和尺寸①I型試樣I型試樣形狀及尺寸分別見圖Ⅱ-3-3和表Ⅱ-3-1。

圖Ⅱ-3-3I型試樣

表Ⅱ-3-1I型試樣尺寸(mm)②II型試樣II型試樣形狀及尺寸分別見圖Ⅱ-3-4和表Ⅱ-3-2。圖Ⅱ-3-4II型試樣表Ⅱ-3-2II型試樣尺寸③III型試樣形狀及尺寸分別見圖Ⅱ-3-5和表Ⅱ-3-3。圖Ⅱ-3-5III型試樣表Ⅱ-3-3III型試樣尺寸(mm)

④IV型試樣形狀及以下分別見圖Ⅱ-3-6和表Ⅱ-3-4。圖Ⅱ-3-6IV型試樣表Ⅱ-3-4IV型試樣尺寸(mm)

(2)試樣類型的選擇不同的材料由于尺寸效應(yīng)不同，故應(yīng)盡量減少缺陷和結(jié)構(gòu)不均勻性對測定結(jié)果的影響，按表Ⅱ-3-5選用國家標準規(guī)定的拉伸試樣類型以及相應(yīng)的實驗速度。III型僅用于測定拉伸強度(3)試樣的制備及要求

①試樣制備和外觀檢查，按GB1039規(guī)定進行。②試樣厚度除表中規(guī)定外，板材厚度d≤l0mm時，可用原厚為試樣厚度；當厚度d>10mm時，應(yīng)從兩面等量機械加工至10mm，或按產(chǎn)品標準規(guī)定加工。③每組試樣不少于5個，對各向異性的板材應(yīng)分別從平行與主軸和垂直與主軸的方向各取一組試樣。2、儀器、設(shè)備

(1)實驗機任何能滿足實驗要求的、具有多種移動速率的實驗機均可使用。實驗機示值應(yīng)在每級表盤滿刻度的10%～90％之間，不得小于實驗機最大載荷的4％讀取，示值的誤差應(yīng)在±1％之內(nèi)。電子拉力實驗機按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。(2)形變測量裝置測量誤差應(yīng)在土1％之內(nèi)．

(3)夾具實驗夾具移動速度應(yīng)符合規(guī)定要求。測量Ⅲ型試樣時，推薦使用圖Ⅱ-3-7所示的專用夾具．也可以使用能滿足實驗要求的其他夾具。

圖Ⅱ-3-7Ⅲ型試樣夾具

萬能材料試驗機1螺桿；2-調(diào)速手輪；3-開關(guān)；4-下夾持器；5-上夾持器；6-測力盤；7-記錄儀實驗步驟

1、調(diào)節(jié)試樣狀態(tài)和實驗環(huán)境2、記錄試樣情況；作標志線，記錄標志線情況。3、夾持試樣4、選定速度進行實驗，記錄數(shù)據(jù)實驗記錄與處理1.拉伸強度或拉伸斷裂應(yīng)力或拉伸屈服應(yīng)力或偏置屈服應(yīng)力。－拉伸強度；－拉伸時的應(yīng)變；－拉伸斷裂應(yīng)力；－斷裂時的應(yīng)變；－拉伸屈服應(yīng)力；－屈服時的應(yīng)變；－偏置屈服應(yīng)力；－偏置屈服時的應(yīng)變X％；A－脆性材料；B－具有屈服點的韌性材料；C－無屈服點的韌性材料

圖Ⅱ-3-6拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

按式(Ⅱ-3-1)計算：

（Ⅱ-3-1）式中——抗拉伸強度或拉伸斷裂應(yīng)力或拉伸屈服應(yīng)力或偏置屈服應(yīng)力，MPa；P——最大負荷或斷裂負荷或屈服負荷或偏置屈服負荷，N；b——試樣寬度，mm；d——試樣厚度，mm。各應(yīng)力值在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的位置見圖Ⅱ-3-6。2、斷裂伸長率按式(Ⅱ-3-2)計算：（Ⅱ-3-2）式中——斷裂伸長率，％；Go——試樣原始標距，mm；G——試樣斷裂時標線間距離，mm。3、標準偏差值SS按式(Ⅱ-3-3)計算：

（Ⅱ-3-3）式