试验2高分子材料压缩强度测定.doc

实验2 高分子材料压缩强度测定一、 实验目的1、 测定高分子材料的压缩性能，确定材料的压缩强度，压缩模量，压缩应变；2、 掌握高聚物的压缩性能实验方法。二、 实验原理本实验是在规定的实验温度、湿度、加力速度下，在试样上沿轴向方向施加静态压缩负荷，以测定高分子材料的力学性能。压缩实验是最常见的一种力学实验，压缩性能实验测定是把试样置于万能试验机的两压板之间，并在沿试样两端面的主轴方向，以恒定速率施加一个可以测量的大小相等方向相反的力，使试样沿轴向方向缩短，而径向方向增大，产生压缩变形，直到试样破裂或变形达到预告规定的例如25%的数值为止。施加的负荷由试验机上直接读得，并按下式计算其压缩应力：= P/F式中 压缩应力，MPa；P压缩负荷，N；F试样原始横截面积，mm2 。压缩屈服应力 指应力应变曲线上第一次出现应变增加而应力不增加的转折点（屈服点）对应的应力，以MPa表示。压缩强度 指在压缩试验中试样承受的最大压缩应力，以MPa表示，它不一定是试样破坏瞬间所承受的压缩应力。定应变压缩应力 指规定应变时的压缩应力，即与应变为25%时对应的应力值，以MPa表示。 试样在压缩负荷作用下高度的改变量称为压缩变形，按下式计算： H=H0-H式中H试样的压缩形变，mm；H0试样原始高度，mm；H压缩过程中任何时刻试样的高度，mm。试样的压缩变形除以试样原始高度为压缩应变，计算式如下：=H/ H0式中 试样压缩应变；H试样的压缩形变，mm；H0试样原始高度，mm；H压缩过程中任何时刻试样的高度，mm。压缩模量 指在应力应变曲线的线性范围内，压缩应力与压缩应变的比值，以MPa表示，取应力应变直线上两点的应力差与对应的应变之比，按下式计算：E=（2-1）/（2-1）式中 E试样的压缩模量，MPa；三、影响高分子材料压缩强度的因素试样材料为聚苯乙烯（PS），试样的尺寸，试样的形状可以是正方体、矩形柱体、圆柱体、圆管，其尺寸如下所示。试样的标准尺寸正方体矩形柱体圆柱体圆管HaHabHdHd1d23010.40.430150.210.40.430120.13280.110.00.1在试样的尺寸影响中，影响压缩强度大小是试样的细长比（试样高度与试样截面的最小回转半径之比），由于试样受压时，其上下端面与试验机压板之间产生较大的摩擦力，阻碍试样上下两端面的横向变形，试样高度越小，其影响越大。因此为减小这种摩擦力的影响，试样的高度适当高些，但又不宜过高，以避免试样在受压过程中，出现扭曲。规定一般细长比为10，对易于出现扭曲的韧性材料降为6。当试样两端不平行时，实验过程中将不能使试样沿轴线方向均匀受压，形成局部应力过大，而使试样过早产生裂纹和破坏，压缩强度必将下降。为此规定试样端面各点的高度差不大于0.1mm，否则将影响测试样结果。随着实验速度的增加，压缩强度与压缩应变值均有所增加。实验速度在15mm/min之间变化较小；速度在大于10mm/min时变化较大。因此规定压缩实验的同一试样必须在同一实验速度下进行，选用较低的实验速度进行压缩实验。四、实验设备、用具及试样1、 电子式万能材料试验机WDT-20KN。2、 游标卡尺一把3、 标准试样3个，要求表面平整，无气泡，裂纹，分层，等缺陷。五、实验步骤（一）WDT-20KN电子式万能材料试验机实验步骤1、熟悉万能试验机的结构，操作规程和注意事项。2、用游标卡尺量样条中部左、中、右三点的高度、宽度和厚度，精确到0.02mm，取平均值。3、实验参数设定接通电源，启动试验机按钮，启动计算机；双击桌面上“MCGS环境”进入系统主界面；分别点击“试验编号”、“试样设定”、“试样参数”、“测试项目”等按扭，设定参数。设定试验编号；注意试验编号不能重复使用；试样设定：试验类型： 压缩横梁方向 ：向下横梁速度： 5 mm/min变形测量： 横梁位移试验结束条件：当负荷降到20%（最大）时传感器选择 ：下空间 20000N曲线选择 ：负荷-形变；设定试样参数：板材 宽度 厚度 高度每批数量： 3；测试项目：最大负荷点、变形值。装夹试样：点击黄色三角形升降键将压板运行到适当的位置，压紧试样；4、试验：点击负荷清零和变形清零，点击开始试验，进行压缩试验，观察压缩过程的变形特征，直到试样破裂为止，记录试验数据；5、试验过程中，不能把手放在两压板之间，遇到紧急情况时迅速按下紧急停车按钮。6、结果分析：点击主界面的“分析”，进入曲线分析界面，手动分析时，在分析结果区域中用鼠标左键双可击对应的字母，然后在对应的曲线处单击，便可显示对应的数据，要想取消某一分析点，可在分析结果区域中，用鼠标左键双击对应的字母，然后双击鼠标右键即可。（二）WDS-5电子式万能材料试验机实验步骤1、装试样 按动操作面板上升或下降键，把试样压紧在压盘之间；2、设定参数 按复位键后，按档位键至C1，按速度键至SPEED：1。3、清零 分别按试验力、位移和峰值键，至LOAD：000N，PEAK：0000N，POSITION：000mm。4、实验 按下开始键试验机开始工作，记录不同位移（POSITION）对应的载荷（LOAD）。并观察试样的变化情况。形变达到25%时按停止键试验机停止工作。5、重复步骤1-4做第二个试样。六、实验报告要求1、简述实验原理。2、明确操作步骤和注意事项。3、做好原始记录。4、详细记录压缩过程中观察到的现象，结合学过的理论知识分析现象产生原因（包括变形情况，表面及颜色变化，断裂情况及断面牲等）。七、实验记录参考表格实验名称： 实验设备名称及型号规格 试样名称 实验温度 湿度 日期 试样编号样品尺寸b/mm样品尺寸d/mm样品尺寸H/mm样品截面积/mm压缩速度mm/min测定值/N压缩强度MPa备注八、预习要求1、弄清实验原理；2、了解万能试验机结构，操作规程及