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《基础实验-塑料拉伸强度的测定-实验讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、塑料拉伸强度的测定【实验目的】(1)掌握塑料拉伸强度的测定方法。(2)学会由被测试材料的应力-应变曲线判断材料的类型。【实验原理】塑料的拉伸性能是塑料力学性能中最重要、最基本的性能之一。几乎所有的塑料都要考核拉伸性能的各项指标,这些指标的高低很大程度地决定该种塑料的使用场合。拉伸性能的好坏,可以通过拉伸试验进行检验。如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。从这些测试值的高低,可对塑料的拉伸性能作出评价。拉伸试验测出的应力、应变对应值,可绘制应力一应变曲线。从曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值。曲线下方
2、所包括的面积代表材料的拉伸破坏能。它与材料的强度和韧性相关。强而韧的材料,拉伸破坏能大,使用性能也佳。拉伸试验可为质量控制,按技术要求验收或拒收产品。研究、开发与工程设计及其他目的提供数据。所以说,拉伸性能测试是非常重要的一项试验。（1）定义1.拉伸应力——试样在计量标距范围内,单位初始横截面上承受的拉伸负荷。2.拉伸强度——在拉伸试验中,试样直到断裂为止,所承受的最大拉伸应力。3.拉伸断裂应力——在拉伸应力一应变曲线上,断裂时的应力。4.拉伸屈服应力——在拉伸应力-应变曲线上,屈服点处的应力。5.偏置屈服应力——应力一应变曲线偏离直线性达规定
3、应变百分数(偏置)时的应力。6.断裂伸长率——在拉力作用下,试样断裂时,标线间距离的增加量与初始标距之比的百分率。1.弹性模量——在比例极限内,材料所受应力(拉、压、弯、扭、剪等)与产生的相应应变之比。2.屈服点。应力-应变曲线上,应力不随应变增加的初始点。3.应变。材料在应力作用下,产生的尺寸变化与原始尺寸之比。（2）高分子材料应力-应变的五种类型A.特点是软而弱——拉伸强度低,弹性模量小,且伸长率也不大,如溶胀的凝胶等。B.特点是硬而脆——拉伸强度和弹性模量较大,断裂伸长率小,如聚苯乙C.特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大,且有适当的伸长率
4、,如硬聚氯乙D.的特点是软而韧。断裂伸长率大,拉伸强度也较高,但弹性模量低,如天然橡胶、顺丁橡胶等。E.特点是硬而韧。弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大,如聚对苯二甲酸乙二醇醋、尼龙等。由以上5种类型的应力-应变曲线,可以看出不同的高分子材料的断裂过程。（3）实验试样与设备a.试样形状:拉伸试验共有4种类型的试样:I型试样(双铲型),见图2-3；Ⅱ型试样(哑铃型),见图2-4;Ⅲ型试样(8字型),见图2-5；Ⅳ型试样(长条型),见图2-6b.实验仪器设备。拉伸机(瑞格尔万能电子拉伸试验机)、游标卡尺、直尺、千分尺、记号笔。c.拉伸时的速度设定
5、：塑料属粘弹性材料,它的应力松弛过程与变形速率紧密相关,应力松弛需要一个时间过当低速拉伸时,分子链来得及位移、重排,呈现韧性行为。表现为拉伸强度减小,而断裂伸长率增大。高速拉伸时,高分子链段的运动跟不上外力作用速度,呈现脆性行为。表现为拉伸强度增大,断裂伸长率减小。由于塑料品种繁多,不同品种的塑料对拉伸速度的敏感不同。硬而脆的塑料对拉伸速度比较敏感,一般采用较低的拉伸速度。韧性塑料对拉伸速度的敏感性小,一般采用较高的拉伸速度,以缩短试验周期,提高效率。拉伸试验方法国家标准规定的试验速度范围为1~500mm/min,分为9种速度不同品种的塑料可在
6、此范围内选择适合的拉伸速度进行试验。【实验步骤】(1)在试样中间平行部分坐标线,示明标距Go。(2)游标卡尺、千分尺测量标线间试样的厚度和宽度,每个试样测量3点,取算术斗均值。(3)试验速度应根据受试材料和试样类型进行选择。(4)夹具夹持试样时,要使试样纵轴与上、下夹具中心连线重合,且松紧要适宜。防』试样滑脱或断在夹具内。(5)根据材料强度的高低选用不同吨位的试验机,使示值在表盘满刻度的10%~9OP范围内,示值误差应在±1%之内。并及时进行校准。(6)试祥断裂在中间平行部分之外时,此试验作废,应另取试样补做。(7)记录。【实验结果计算】(1)
7、拉伸强度或拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力按下式计算:式中：σt——拉伸强度或拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力,MPa;P——最大负荷或断裂负荷、屈服负荷、偏置屈服负荷,N;B——试样宽度,m;d——试样厚度,m。(2)断裂伸长率按下式计算:式中εt——断裂伸长率,%；Go——试样原始标距,mG——试样断裂时标线间距离,m；(3)标准偏差值按下式计算:式中S——标准偏差值；xi——单个测定值R——组测定值的算术平均值；n——测定个数。计算结果以算术平均值表示,δt取3位有效数字;εt、S取2位有效数字。【影晌因素】温度的影响,高
8、分子材料的力学性能表现出对温度的依赖性,随着温度的升高,拉伸强度降低,而断裂伸长率则随温度升高而升高。因此试验要求在规定的温度下进行。【思考题】(1)
