高聚物的强度、屈服与断裂PPT课件

.1，5.5极限机械行为屈服、强度和破坏，5.5.1概述5.5.2应力应变曲线5.5.3屈服5.5.4冷拉和颈部5.5.5是阵列和应力白色5.5.6强度和破坏。2，5.5.1概述，无限范围内的小变形：在变形特性的限制范围内，可以使用表示大变形的系数：以应力应变曲线反映此过程的步骤。3，反映从应力应变曲线中得到的破坏过程的力学量：杨系数屈服伸长屈服伸长(拉伸强度)断裂伸长，4，聚合物的机械特性与温度和力的作用速度有关，因此，测试和应用时(1)必须显示温度和力速度(或变形速度)，不能在正常变形速度下将测试数据用于耐力或冲击力。(2)不要在低温或高温下使用在正常温度下获取的数据。仅在较大的温度范围和变形速度范围内测量的数据有助于确定聚合物材料的强度、刚度、延展性和脆性。(3)根据环境要求设计和应用材料。5，材料损伤可以分为拉伸应力应变曲线的形状和破坏两种方法：脆性断裂：样品在产生屈服点之前破损。断裂表面光滑韧性断裂：试样在拉伸过程中有明显的屈服点和颈部收缩现象。短裂纹表面粗糙度。6、7，8，拉伸应力曲线反映的材料力学性能机械性能弹性模量刚度屈服点弹性屈服点弹性断裂延伸延屈服应力强度(或断裂强度、拉伸强度)应力应变曲线下区域-柔弹性线下区域-弹性曲线，9，5.5.2应力应变曲线，1。聚合物的应力应变合成曲线，10，顶部是典型的应力应变曲线实际聚合物材料，通常是复合曲线的一部分或其变化。玻璃状态的塑料在一定范围内具有这种形状。高弹性状态的橡胶只有在温度低、分子量大的情况下才会有这种形状。11，分析：以点b为边界分为两部分。b点之前(弹性区域):消除应力，材料可以恢复到原始状态，而不会发生永久变形。斜率是数量系数。点b之后(塑胶区域):移除外力后，材料不再返回其原始状态，仍保持永久变形，因此材料屈服，点b之后的一般趋势是负载很少增加，但变形会增加很多，12，B点：与屈服点B点相对应的应力-屈服应力B点相对应的应变c点：与断裂热点c点相对应的应力-断裂应力(断裂强度)-与拉伸强度c点相对应的应变-断裂伸长率，13、14，5.5.3聚合物的屈服，1。聚合物屈服点的特性大多数聚合物是屈服现象，最明显的屈服现象是拉伸中发生的微颈部现象。那是独特的机械行为。不是所有的高分子材料都显示出屈服的过程。温度和时间对聚合物性能的影响通常是因为它复盖了屈服行为的普遍性，有些聚合物会出现微小的颈部和冷张力，有些聚合物会易碎。15，(1)屈服变形大：聚合物的屈服变形比金属大得多，金属0.01左右，聚合物0.2左右(例如PMMA的剪切变形为0.25，压缩屈服为0.13)，(2)屈服过程中存在变形软化现象。很多聚合物经过屈服点后应力不太大，称为应变软化，此时应变增加，应力反而减少。16，(3)屈服应力取决于应变速率。应变速率增加，屈服应力增加。应变速率对PMMA中实际应力应变曲线的影响，应变速率增加，1，2，3，4，133540.2英寸分钟，实际应变，433541.28英寸/分钟，1.13英寸/分钟，20.8英寸，17，(4)屈服应力取决于温度：温度增大，屈服应力减小。温度达到时，屈服应力为0，应力，应变，80c，65c，50c，25c，0c，-25c，18，(5)屈服应力受流体静态压力的影响：压力增加，屈服应力增加。1.7千巴、1巴、0.69千巴、3.2千巴、剪应力、剪切变形、19，(6)聚合物屈服应力不等于压缩屈服应力，通常后者更大。所以聚合物取向膜的屈服应力在不同的方向有很大的不同。(7)聚合物投降时体积略有减少。20，2。真应力-应变曲线和屈服准则。21，3。屈服机制(1)是图案屈服-银图案现象和应力美白1)是图案现象：许多聚合物，尤其是玻璃透明聚合物(PS、PMMA、PC)，在存储过程和使用过程中，表面经常出现像陶瓷一样肉眼可见的微裂纹，由于能强烈反射可见光，因此也称为银纹。被称为22，原因是(1)应力是银纹：聚合物受到拉伸应力作用时，特定薄弱环节局部应力集中导致局部塑性变形，这是材料表面或内部垂直于应力方向的微槽或“裂纹”现象的宏观表现。(2)环境因子引起银纹：化学物质扩散到聚合物，使微表面膨胀或塑化。分子链部分的活动性增加，从而促进玻璃化温度降低中银纹的生成。样品表面的缺陷和擦伤也容易产生银图案。在样品内部的孔或夹杂物的边界上，由于缺陷引起的应力集中，很容易产生银色的图案。23，2)应力变白的现象：受橡胶变形的PS: hips或ABS损坏时，应力面变为乳白色，这称为“应力美白”。压力白赫和银纹化的差别是银纹乐队的大小和多少，压力白赫是因为聚集了很多大小很小的银纹。24，(2)剪切屈服现象：当柔性聚合物拉伸到屈服点时，与拉伸方向成45度角的剪切滑动变形带经常出现在样例上。对于柔性材料，拉伸时45斜截面的最大剪切应力首先达到材料的剪切强度，因此首先出现拉伸方向为45的剪切滑动变形带-细颈。变形带的分子链具有很高的取向度，因此变形逐渐扩展到整个样本。25，一般情况下，延性材料的最大剪应力先达到剪切强度，因此材料先屈服。脆性材料的最大剪应力达到剪切强度之前，实际应力超出材料强度，因此材料会在不屈服的情况下中断。也就是说，延性材料先屈服，然后破损。易碎的材料在屈服前会断裂。因此，延性材料-粗糙剖面-明显的变形脆性材料-平滑剖面-剖面与拔模方向互垂，26，5.5.4聚合物的破坏和强度，1 .脆性断裂和韧性断裂-从实用的角度来看，聚合物材料的最大优点是其固有的韧性，即在断裂前吸收大量能量。但是，由于载荷方式、温度、应变速度、样例形状、大小等方面的变化，这种内部韧性经常导致韧性下降，甚至脆性断裂，并且从工程角度来说，材料的脆性破坏是最大限度地防止的。27，脆性：的关系是线性(或微曲线)断裂变形小于5%，断裂性可能不大。光滑韧性： 关系非线性破坏前变形大得多，断裂力大，破坏表面粗糙或。28，聚合物材料主要取决于温度和测试速度，是否出现脆性。在恒定应变速率下：将低温脆性形式转换为高温韧性形式，在一定温度下转换：应变速度提高，以脆性形式表示。应变率降低，以延性形式出现。29，2。聚合物的强度(1)聚合物材料的破坏实质大分子主链上的化学键的破坏或聚合物链之间相互作用力的破坏。因此，可以从构成高分子链化学键的强度和高分子链之间相互作用力的强度来估算高分子材料的理论强度。(2)半经验公式：杨氏模量，30，(3)一般来说，实际强度只有理论强度的1/100到1/1000，为什么呢？材料内部的应力集中导致(部分有缺陷，部分有杂质)。受外力作用时，缺陷根中的应力比材料的平均应力大得多，形成塑性屈服区域，因此，材料的平均应力达到理论强度之前，缺陷根中的应力首先达到理论强度的阈值，此时材料首先在此处受损。，31，(4)影响强度的因素(指定样品大小)填料：与填料聚合物的特性有关(纤维填料可以提高聚合物的机械强度)。碳黑强化橡胶、系数和强度增加等增强剂的应力条件(温度、速度):拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、冲击强度重复性好的结果，为了消除力条件的影响，统一的标准条件(标准测试，32，33，34，35，5.5.5塑料的现有机械性能测试，1 .测试标准方法内部标准方法(内部标准)企业标准方法(标准)部门标准方法(标准)国家