物理机械性能培训教材.ppt

物理机械性能测试培训教材,目录,1.冲击试验2.拉伸试验方法3.弯曲试验方法4.熔融指数测试5.密度测试方法6.热变形通用测试方法7.硬度计测试方法8.UL-94V0V1V29.ASTM与ISO样条的区别,1.冲击试验,按冲击方式可分为:悬臂梁和简支梁按试验后试验片破坏的结果可分为:完全破坏,部分破坏,无破坏经过一次冲击后试样分成两段或几段称为完全破坏试样经过冲击后,其横断面至少断开90%,但没有完全断开称为部分破坏试样经过冲击后,其横断面断开部分小于90%称为无按试样类型可分为:缺口冲击,无缺口冲击无缺口冲击,是指无缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横断面之比或与试样厚度之比缺口冲击,是指缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横断面之比或与试样厚度之比缺口试样缺口的深度与角度的要求：对于缺口试样缺口深度要求为，缺口深度与试样剩余厚度之比应为:4对于缺口试样缺口角度要求为，缺口角度为451,摆锤选择按照塑料能量值的要求简支梁一般选择：1J2J4J的摆锤按照塑料能量值的要求悬臂梁一般选择：1J2.75J5.5J的摆锤,1/2,测试原理用已知能量的摆锤打击按要求支承好的试样，由摆锤作一次冲击使试样破坏。以冲击前，后摆锤的能量差，确定试样在破坏时所吸收的能量。能量单位比较常用的有KJ/m2J/mkgf.cm/cm等以KJ/m2为单位时冲击强度与试样宽度和缺口处剩余厚度成反比以J/m为单位时冲击强度与试样宽度成反比,试样要求试样表面应平整，无气泡，裂纹，分层和明显杂质。缺口试样缺口处应无毛刺,2/2,2.拉伸试验方法,一、术语,1.拉伸强度tensilestrength在拉伸试验中，试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力。,2.拉伸断裂应力tensilebreakstress在试验中，试样断裂时的拉伸应力。,3.拉伸屈服应力tensileyieldstress在拉伸应力应变曲线上屈服点处的应力。,4.偏置屈服应力offsetyieldstress应力应变曲线偏离直线性达规定应变百分数（偏置）时的应力。,5.断裂伸长率elongationatbreak在拉力作用下，试样断裂时标线间距离的增加与初始标距之比，以百分率表示。,二、试样要求,试样点长度一般为：150mm；夹距间距离为：115mm5；中间平行部分长度：60mm0.5；标距（或有效部分）：50mm0.5；端部宽度（两端）：20mm0.2；半径（最小）：60mm。,1/2,三、试样速度,有以下9种：,一般硬质热塑性塑料，使用B、C、D、E、F；热塑性增强塑料：B、C、D、E、F。,四、计算,拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力按式（1）计算：f=式中：f表示拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力，Mpa；P表示最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或补偏置负荷，N；b表示试样宽度，mm；d表示试样厚度，mm。,P,bd,断裂伸长率按式（2）计算：t=式中：t表示断裂伸长率，%；G1表示试样原始标距，mm；G表示试样断裂时标线间距离，mm。,G-G1,G1,2/2,拉伸样条的区别,2/2,3.弯曲试验方法,一、定义,1.试验速度Speedoftesting.V支座与压头之间相对运动的速率，单位mm/min。,2.弯曲应力flexuralstress.f试样跨度中心外表面的正应力，单位Mpa。,3.断裂弯曲应力flexuralstressatbreak.fB试样断裂时的弯曲应力。,4.弯曲强度flexuralstrehgth.fm试样在弯曲过程中，承受的最大弯曲应力，单位Mpa。,5.在规定挠度时的弯曲应力flexuralstressatconventionaldeflection.fc,6.挠度deflection.S在弯曲过程中，试样跨度中心的顶面或底面偏离原始位置的距离，单位mm。,7.规定挠度conventionaldeflection.SC规定挠度为试样厚度的1.5倍，单位mm，当跨度L=16h时，规定的挠度相当于弯曲应变的3.5%。,8.弯曲应变flexuralstrain.f试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比或百分数(%)表示。,1/4,9.断裂弯曲应变flexuralstrainatbreak.fB试样断裂时的弯曲应变。,10.弯曲强度下的弯曲应变flexuralstrainatflexuralstrength.fm最大弯曲应力时的弯曲应变,用无量纲的比或百分数(%)表示。,二、原理,把试样支撑成横梁，使其在跨度中心的恒定速度弯曲，直到试样断裂或变形达到预定值，测量该过程中对试样施加的压力。,三、试验速度,主要有以下9种：,厚度在1mm至3.5mm之间的试样，用最低速度。,2/4,四、试样、参数要求,ISO.推荐试样尺寸为:单位(mm)长度l=802宽度b=10.00.2厚度h=4.00.2对于任一试样，其中部1/3的长度内各处厚度与厚度平均值的偏差不应大于2%，相应的宽度偏差不应大于3%，试样截面应是矩形且无倒角。通常试样要求应符合：l/h=201（l代表长度，h代表厚度）跨距L的要求，应符合以下：L=（161）h应测量好调节的跨距，精确到0.5%。试验速度的选择，应尽可能接于1%/min，这一试验速度使每分钟产生的挠度近似为试样厚度值的0.4倍，如ISO推荐试样尺寸为2mm/min。,五、计算,1.弯曲应力.f,用Mpa表示:f=3FL/2bh2F:施加的力,N；L：跨度，mm；b：试样宽度，mm；h：试样厚度，mm。,2.弯曲模量对于弯曲模量的测量，先根据给定的弯曲应变f1=0.0005和f2=0.0025,按下式计算相应的挠度S1和S2:,Si=fiL2/6h(i=1,2)式中:Si:单个挠度，mm；fi：相应的弯曲应变，即f1，f2值；L：跨度，mm；h：试样厚度，mm,3/4,再根据下式计算弯曲模量Ef，用Mpa表示：Ef=（f2-f1）/（f1-f2）式中：f1表示挠度为S1时的弯曲应力，Mpa；f2表示挠度为S2时的弯曲应力，Mpa。,注：所有计算弯曲性能的公式仅在线性应力/应变行为才是精确的，因此对大多数塑料仅在小挠度时才是精确的。,一个能思想并不断学习的人，才真是一个力量无边的人。,4/4,4.熔融指数测试,工作原理:即热塑性塑料的流动性是指热塑性塑料在一定温度和负荷下,熔体每10分钟通过标准口模的质量或体积试样形状与预处理:试样形状一般有颗粒,粉状,小块,薄片等在试验前通常取5-8克左右的试样,按照不同塑料的干燥要求先进行干燥处理熔融指数的表示方法:两种MFR或MFV即质量法与体积法.但在实际操作中以质量法占绝大多数.单位表示为:g/10min注意点:即我们在说熔指大小时,一定要带有温度和荷重.如:275/0.325kgMFR=600W/T=60W,1/2,几种常用塑料熔指测试条件,2/2,5.密度测试方法,1.适用范围2.定义在规定温度下单位体积物质的质量。温度t时的密度用Pt表示。单位为/m3或g/m3或g/ml。3.计算方法试样在空气中的质量m1;试样在水中的质量为m2;默认为水的密度P水为1000/m3，P水gV试样=m2得出V试样的结果p试样=m1/V试样,一、术语与定义,6.热变形通用测试方法,2.弯曲应变增量flexuralstrainincreasef在加热过程中产生的所规定的弯曲应变增加量；注1：以百分量（%）表示；注2：引入该量的目的是为了强调这个事实，即施加的试验负荷所引起的初始挠度是不测量的。因此，试验的最终判定依据不是绝对应变值，仅仅是被监测的挠度增加量。,3.挠度deflections在弯曲过程中，试样跨度中心的顶面或底面偏高其原始位置的距离；注：以毫米（mm）为单位。,4.标准挠度standarddeflections与试样表面弯曲应变增量f对应的挠度增量；注1：以毫米（mm）为单位；注2：标准挠度取决于试样的尺寸、放置方式及支点间的跨度。,5.弯曲应力flexuralstressf试样跨度中心外表面上的标称应力；注：以兆帕斯卡（Mpa）为单位。,1.弯曲应变flexuralstrainf试样跨度中点外表面单位长度的微小的用分数表示的变化量；注：以无量纲比值或百分量（%）表示。,1/3,6.负荷loadF施加到试样跨度中点上的力，使之产生规定的弯曲应力；注：以牛顿（N）为单位。,7.负荷变形温度temperatureofdeflectionunderloadTf随着试验温度的增加，试样挠度达到标准挠度值时的温度；注：以摄氏度（）为单位。,1.形状与尺寸试样应是横截面为矩形的样条，其长度l、宽度b、厚度h应满足lbh；每个试样中间部份（占长度的1/3）的厚度和宽度任何地方都不能偏离平均值的2%以上。,二、原理,标准试样的平放或侧立方式承受三点弯曲恒定负荷，使其产生一种弯曲应力，在匀速升温条件下，测量达到与规定的弯曲应变增量相对应的标准挠度时的温度。,三、试样,2/3,2.试样检查试样应无扭曲，其相邻表面应互相垂直，所有表面和棱边均应无划痕、麻点、凹痕和飞边等应确保试样所有切削面都尽可能平滑，并确保任何不可避免的机加工痕迹都顺着长轴方向。,3.试样数量每组三个。,3/3,四、状态调节,在23，55%恒温恒湿下，状态调节48小时。,五、操作,1.施加力计算平放：侧立：F=F=式中：F：负荷，单位牛顿（N）；f：试样表面承受的弯曲应力，单位为兆帕（Mpa）；b：试样宽度，单位为毫米（mm）；h：试样厚度，单位为毫米（mm）；L：试样与支座接触线间距离（跨度），单位为毫米（mm）。,2.加热装置的起始温度：一般应低于27，除非以前的试验已经表明对受试的具体材料，在较高温度下开始试验不会引起误差，升温速度为120/h，浸入液体中50mm。,7.硬度计测试方法,工程塑料硬度测试通常采用洛式硬度；洛式硬度的测定，是在先后二次施加试验力（初试验力F0及总试验力F）的作用下，将一定直径的钢球压头，压入试样或制品表面，在总试验力保持一定的时间后，卸除主试验力F1，保留初试验力，测量其压入深度h1，以压入深度h1和在初试验力作用下的压力深度h0之差，e表示洛式硬度的高低，e值大，硬度值低；e值小，硬度值高。e值的测量单位为0.002mm，可以从指示表盘上直接读出。硬度符号用HR表示，并注以所用标尺E、L、M、R等字标，如H