八_聚合物的拉伸应力应变曲线.ppt

1、八_聚合物的拉伸应力应变曲线,目的和要求,1、熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、测试原理及其操作。 2、了解测试条件对测定结果的影响。 3、测定聚丙烯等材料的屈服强度，断裂强度和断裂伸长率，并理解应力应变曲线的意义； 4、掌握高聚物的静载拉伸实验方法。,实验原理,1、应力应变曲线 拉伸实验是最常用的一种力学实验，由实验测定的应力应变曲线，可以得出评价材料性能的屈服强度，断裂强度和断裂伸长率等表征参数，不同的高聚物、不同的测定条件，测得的应力应变曲线是不同的。,应力与应变之间服从虎克定律，即： 式中应力，MPa； 应变，； E弹性模量，MPa； A为屈服点，A点所对应力叫屈服应力或屈服强度。,

2、2、玻璃态高聚物拉伸时曲线发展的几个阶 段 (1)屈服区(2)延伸区(3) 增强区 3、影响高聚物机械强度的因素 (1)大分子链的主价链，分子间力以及高 分子链的柔性等，是决定高聚物机械强度的主要内在因素。 (2)混料及塑化不均, 会产生细纹、凹陷、真空泡等形式留在制品表面或内层。 (3)环境温度、湿度及拉伸速度等对机械强度有着非常重要的影响 。,4、由于不同的高分子材料，在结构上不同，表现为应力-应变曲线的形状也不同。目前大致可归纳成5种类型,(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

3、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。 (e)的特点是硬而韧。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酯、尼龙等。,仪器、设备和材料,1、 材料试样 (1) 试样的类型和尺寸 I型试样 I型试样形状及尺寸分别见图2-1和表1-1。 图2-1 I型试样,表 1-1 I型试样尺寸(mm), II型试样 II型试样形状及尺寸分别见图2-2和表1-2。 图2-2 II型试样 表1-2 II型试样尺寸, III型试样形状及尺寸分别见图2-3和表1-3

4、。 图2-3 III型试样 表1-3 III型试样尺寸(mm), IV型试样形状及以下分别见图2-4和表1-4。 图2-4 IV型试样 表1-4 IV型试样尺寸(mm),(2)试样类型的选择 不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的影响，按表2选用国家标准规定的拉伸试样类型以及相应的实验速度。 III型仅用于测定拉伸强度,(3) 试样的制备及要求 试样制备和外观检查，按GB 1039规定进行。 试样厚度除表中规定外，板材厚度dl0mm时，可用原厚为试样厚度；当厚度d10mm时，应从两面等量机械加工至10mm，或按产品标准规定加工。 每组试样不少于5个，对各向异性的

5、板材应分别从平行与主轴和垂直与主轴的方向各取一组试样。,2、仪器、设备 实验设备为CMT微机控制电子万能试验机,实验步骤,1 按以下顺序开机：试验机打印机计算机。每次开机后，最好要预热10分钟，待系统稳定后，再进行试验工作。 2 双击电脑桌面图标 ，进入试验软件，选择好联机的用户名和密码 选择对应的传感器（本实验为1号传感器）后击 。,3 准备好楔形拉伸夹具。若夹具已安装到试验机上，则对夹具进行检查,并根据试样的长度及夹具的间距设置好限位装置。 4 点击新试验，选择相应的塑料拉伸试验方案(试验方案的设置参照软件说明书)，输入试样的原始用户参数如尺寸等，如下所示。多根试样直接按回车键生成新记录。

6、,5 分别将上、下夹具装到试验机的上、下接头上，插上插销，旋紧锁紧螺母。先搬动上夹具的上搬把，使钳口张开适当的宽度，大于所装试样的厚度即可；将试样一端放入上夹具钳口之间，并使试样位于钳口的中央，松开上搬把，将试样上端夹紧。在夹好试样一端后，力值清零（点击力窗口的 按钮）再夹另一端。 6 将大变形的上下夹头夹在试样的中部，并保证上下夹头之间的顶杆接触，以保证试样原始标距的正确。本实验顶杆的间距设置为50mm。 7 点击 ，开始自动试验。试验自动结束后，软件显示试验结果，包括试样的拉伸断裂强度、断裂伸长率和弹性模量等结果参数。,8 重复上述5-6步骤做完5个试样后，试验完成。点击 ,打印试验报告。

7、 9 关闭试验窗口及软件。关机顺序：试验软件试验机打印机计算机。,实验数据与处理,1.拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力。,拉伸强度；拉伸时的应变；拉伸断裂应力；断裂时的应变； 拉伸屈服应力；屈服时的应变； 偏置屈服应力；偏置屈服时的应变X； A脆性材料；B具有屈服点的韧性材料；C无屈服点的韧性材料,图3-1 拉伸应力-应变曲线,按式(1-1)计算： （1-1） 式中 抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力，MPa； P 最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏置屈服负荷，N； b 试样宽度，mm； d 试样厚度，mm。 各应力值在拉伸应力-应变曲线上的位置见图3-1。,2、断裂伸长率 按式(1-2)计算： （1-2） 式中 断裂伸长率，； Go 试样原始标距，mm； G 试样断裂时标线间距离，mm。 3、标准偏差值S S按式(1-3)计算： （1-3） 式中 S 标准偏差值， 单个测定值， 一组测定值的算数平均值： n 一测定个数 4、计算结果以