塑料拉伸性能

拉伸性能测试介绍主要内容1拉伸性能2拉伸性能测试原理及试样要求3测量方法4拉力机使用说明5数据处理6实验设备7影响拉伸性能的因素材料力学性能的介绍ThefourtypesofstressesMechanicalpropertiesofmaterials强度(Strength)：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或破坏的最大能力。屈服强度：表示材料发生明显塑性变形的抗力Ps或σ抗拉强度：σb=Pb/F0

断裂前单位面积上所承受的最大应力刚度(Stiffness)：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。弹性模量：E＝σ/ε韧性(Ductility)：材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。断裂韧性：KIC塑性(Plasticity)：外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。Mechanicalpropertiesofmaterials应力应变强度范畴刚度范畴塑性范畴韧性范畴Mechanicalpropertiesofmaterials1.1定义拉伸强度：在拉伸试验中，试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力。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。拉伸断裂应力：σｔ－εｔ曲线上断裂时的应力。拉伸屈服应力：σｔ－εｔ曲线上屈服点处的应力。断裂伸长率：试样断裂时，标线间距离的增加量与初始标距之比。弹性模量：比例极限内，材料所受应力与产生的相应应变之比。屈服点：σｔ－εｔ曲线上σｔ不随εｔ增加的初始点。应变：材料在应力作用下，产生的尺寸变化与原始尺寸之比。1拉伸性能1.2高分子应力-应变过程

弹性形变:（开始-Y）应力随应变正比地增加，直线斜率=杨氏模量E。由高分子的键长键角变化引起的。屈服应力：应力在Y点达到极大值，这一点叫屈服点，其应力σy为屈服应力。强迫高弹形变（大形变）过了Y点应力反而降低，由于此时在大的外力帮助下，玻璃态聚合物本来被冻结的链段开始运动，高分子链的伸展提供了材料的大的形变。这种运动本质上与橡胶的高弹形变一样，只不过是在外力作用下发生的，为了与普通的高弹形变相区别，通常称为强迫高弹形变。这一阶段加热可以恢复。应变硬化继续拉伸时，由于分子链取向排列，使硬度提高，从而需要更大的力才能形变。断裂达到B点时材料断裂，断裂时的应力σb即是抗张强度σt；断裂时的应变εb又称为断裂伸长率。直至断裂，整条曲线所包围的面积S相当于断裂功。E越大，说明材料越硬，相反则越软；σb或σy越大，说材料越强，相反则越弱；εb或S越大，说明材料越韧，相反则越脆。

1.3高分子典型应力－应变曲线I(a)的特点是软而弱。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)的特点是硬而脆。拉伸强度和弹性模量较大，断裂伸长率小，如聚苯乙烯等。(c)的特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大，且有适当的伸长率，如硬聚氯乙烯等。(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。

1.3高分子典型应力－应变曲线1.3高分子典型型应力－应应变曲线III(e)的特点是硬硬而韧。弹弹性模量大大、拉伸强强度和断裂裂伸长率也也大，如聚聚对苯二甲甲酸乙二醇醇酯、尼龙龙等常用高分子子材料的应应力-应变曲线2拉伸性能测测试原理及试样参照标准——国标GB/T1040-922.1原理拉伸试验是是对试样延延期纵轴方方向施加静静态拉伸负负荷，使其其破坏，通通过测量试试样的屈服服力、破坏坏力和试样样标距间的的伸长来求求得试样的的屈服强度度拉伸强度度和伸长率率。拉伸性能测测试试样低碳钢铝合金铸铁高分子材料料复合材料2.2高分子试样样的制备和和尺寸要求求I：I型试样及尺尺寸图I型试样I型试样尺寸寸要求2.2II型试样及尺尺寸图II型试样II型试样尺寸寸要求2.2试样的制备备和尺寸要要求III：III型试样及尺尺寸图III型试样III型试样尺寸寸要求2.2试样的制备备和尺寸要要求IV：IV型试样及尺尺寸图IV型试样IV型试样尺寸寸要求2.2试样的制备备和尺寸要要求V：塑料材料选选择试样类类型测试速速度参考试样材料类型试样制备方法最佳厚度mm试验速度硬质热塑性塑热塑性增强塑料Ⅰ注塑模压4BCDEF硬质热塑性塑料板热固性塑料板含层压板机械加工2ABCDEFG软质热塑性塑料及板Ⅱ注塑、模压板材机械加工和冲切加工2FGHI热固性塑料(含填充、增强塑料）Ⅲ注塑模压C热固性塑料板Ⅳ机械加工BCDA:1±50%，B:2±20%，C:5±20%，D:10±±20%，E:20±±10%，F:50±±10%，G:100±10%，H:200±10%，I:500±10%。为何要选定定拉伸速度度？因为塑料属属粘弹性材材料，它的的应力松驰驰过程与变变形速率紧紧密相关。。应力松驰驰需要一个个时间过程程，当低速速拉伸时，，分子链来来得及位移移、重排，，呈现韧性性行为。表表现为拉伸伸强度减少少，而断裂裂伸长率增增大。高速速拉伸时，，高分子链链段的运动动跟不上外外力作用，，呈现脆性性行为，表表现为拉伸伸强度增大大，断裂伸伸长率减少少。硬而脆的塑塑料较低的拉伸伸速度韧性塑料较高的拉伸伸速度3.测量方法①试样的状状态调节和和试验环境境按国家标标准规定。。②在试样中中间平行部部分做标线线，示明标标距。③测量试样样中间平行行部分的厚厚度和宽度度，精确到到0.01mm，II型试样中间间平行部分分的宽度，，精确到0.05mm，测3点，取算术术平均值。。④夹具夹持持试样时，，要使试样样纵轴与上上下夹具中中心连线重重合，且松松紧适宜。。⑤选定试验验速度，进进行试验。。⑥记录屈服服时负荷，，或断裂负负荷及标距距间伸长。。试样断裂裂在中间平平行部分之之外时，此此试样作废废，另取试试样补做。。4拉力机使用用说明①按以下顺序序开机：试试验机——>打印机——>计算机。每每次开机后后，最好要要预热10分钟，待系系统稳定后后，再进行行试验工作作。②准备好楔形形拉伸夹具具。若夹具具已安装到到试验机上上，则对夹夹具进行检检查,并根据试样样的长度及及夹具的间间距设置好好限位装置置。③点击桌面上上的图图标,开始拉伸测测试。拉伸测试界界面④分别将上、、下夹具装装到试验机机的上、下下接头上，，插上插销销，旋紧锁锁紧螺母。。先搬动上上夹具的上上搬把，使使钳口张开开适当的宽宽度，大于于所装试样样的厚度即即可；将试试样一端放放入上夹具具钳口之间间，并使试试样位于钳钳口的中央央，松开上上搬把，将将试样上端端夹紧。在在夹好试样样一端后，，力值清零零（点击力力窗口的按按钮））再夹另一一端。⑤将大变形的的上下夹头头夹在试样样的中部，，并保证上上下夹头之之间的顶杆杆接触，以以保证试样样原始标距距的正确。。本实验顶顶杆的间距距设置为50mm。⑥点击，，开开始自动试试验。⑦点击拉拉伸功功能窗窗口，，进进入数数据处处理窗窗口⑧点击击数据据处理理窗口口中的的，，输输入试试样的的宽度度和厚厚度，，之后后确定定退出出，生生成相相关的的报告告⑨关闭闭试验验窗口口及软软件。。关机机顺序序：试试验软软件——>试验机机——>打印机机——>计算机机。5数据的的处理理拉伸强强度或或拉伸伸断裂裂应力力、拉拉伸屈屈服应应力、、偏置置屈服服应力力按下下式计计算：：σt=F/bdσσt：拉伸伸强度度或拉拉伸断断裂应应力、、拉伸伸屈服服应力力等，，MPa；F：最大大负荷荷或断断裂负负荷、、屈服服负荷荷、偏偏置屈屈服负负荷，，N；b：试样样宽度度，mm；d：试样样厚度度，mm。断裂伸伸长率率按下下式计计算：：εｔ=(L-L0)/L0×100%εｔ：断裂裂伸长长率，，%；L0：试样样原始始标距距，mm；L：试样样断裂裂时标标线间间距离离，mm。电子万万能试试验机机6实验设设备电子万万能试试验机机的结结构主机交流伺伺服电电机及及传动动系统统、力力传感感器、、机架架、滚滚珠丝丝杆、、位移移传感感器、、限位位开关关、控控制面面板、、急停停开关关等；；电控系系统力测量量系统统、变变形测测量系系统、、位移移测量量系统统及驱驱动控控制系系统、、通讯讯系统统等；；微机软软件由计算算机进进行试试验方方案制制定与与选择择、数数据处处理、、分析析、试试验过过程检检测、、结果果输出出；夹具根据试试样选选取7影响拉拉伸性性能的的因素素一）成成型条条件成型过过程中中，制制品受受到热热、分分子取取向等等作用用，影影响其其力学学性能能连续或或者间间歇过过热造造成分分子热热分解解；成型压压力、、模具具设计计、温温度等等条件件不适适宜时时，引引起试试样变变形；；急剧冷冷却或或缓慢慢冷却却，引引起残残余应应力的的保留留程度度、结结晶度度、结结晶粒粒子大大小等等方面面不同同；成型过过程使使分子子取向向时引引起各各向异异性；；成型后后热处处理，，制品品除去去残余余应力力。例如，，聚碳碳酸酯酯的成成品经经退火火处理理，成成品的的耐环环境应应力开开裂改改善，，弯曲曲强度度增加加，但但是冲冲击强强度稍稍稍下下降。。(二)温度与与湿度度(二)温度与与湿度度热固性性树脂脂不会会因温温度不不同而而得到到不同同的曲曲线。。热塑性性树脂脂，伴伴随着着温度度上升升，曲曲线从从硬脆脆性向向黏弹弹性转转移。。塑料在在Tg以下是是坚硬硬的状状态，，超过过Tg时急速速变软软在Tg附近，，结晶晶性高高分子子弹性性模量量下降降到1／10；无定定形高高分子子弹性性模量量下降降到数数1／1000。结晶性性高分分子随随温度度变化化伸长长率在在1％～I000％范围围内变变化，，拉伸伸强度度在10倍以内内变化化。（三拉拉伸伸速度度的影影响塑料属属粘弹弹性材材料，，它的的应力力松弛弛过程程与变变形速速率紧紧密