高分子材料性能测试-力学性能讲述.ppt

高分子材料力学性能测试 3 高分子材料的力学性能 3.1 拉伸性能 3.2 弯曲性能 3.3 压缩性能 3.4 冲击性能 3.5 剪切性能 3.6 蠕变和应力相应 3.7 硬度 3.8 撕裂性能 材料力学性能 3.1 拉伸性能 3.1.1 应力－应变曲线 高分子应力-应变过程 3.1 拉伸性能 3.1.2 高分子典型应力－应变曲线 I 3.1 拉伸性能 3.1.2 高分子典型应力－应变曲线 I 3.1 拉伸性能 3.1.2 高分子典型应力－应变曲线 III 3.1 拉伸性能 3.1.3 高分子材料的典型应力-应变特征 3.1 常用高分子材料的应力-应变曲线 3.1 拉伸性能 3.1 拉伸性能 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。 3.1 拉伸性能 3.1 拉伸性能 3.1.5 拉伸性能测试原理 拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷，使其破坏，通过测量试样的屈服力、破坏力和试样标距间的伸长来求得试样的屈服强度拉伸强度和伸长率。 3.1 拉伸性能 3.1.6 测量方法即实验步骤 ①试样的状态调节和试验环境按国家标准规定。 ②在试样中间平行部分做标线，示明标距。 ③测量试样中间平行部分的厚度和宽度，精确到0.01mm，II型试样中间平行部分的宽度，精确到0.05mm，测3点，取算术平均值。 ④夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线重合，且松紧适宜。 ⑤选定试验速度，进行试验。 ⑥记录屈服时负荷，或断裂负荷及标距间伸长。试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。 3.1 拉伸性能 3.1 拉伸性能 3.1.7 高分子试样的制备和尺寸要求I ：I型试样及尺寸 3.1 拉伸性能 3.1.7 II型试样及尺寸 3.1 拉伸性能 3.1.7 试样的制备和尺寸要求III ：III型试样及尺寸 3.1 拉伸性能 3.1.7 试样的制备和尺寸要求IV ：IV型试样及尺寸 3.1 拉伸性能 3.1.7 试样的制备和尺寸要求V ：塑料材料选择试样类型测试速度参考 3.1 拉伸性能 3.1.8 数据的处理 3.1 拉伸性能 3.1.9 影响拉伸性能的因 (1)试样尺寸：由试样自身的微观缺陷和微观不同性引起 (2)拉伸速度：塑料属于粘弹性材料，其应力松弛过程与变形速率紧密相关，需要一个时间过程 (3)温度和湿度：温度上升，湿度增大，强度下降 (4)预处理：材料在加工过程中，由于加热和冷却的时间和速度不同，易产生局部应力集中，经过在一定温度下的热处理或称退火处理，可以消除内应力，提高强度 (5)材料性质：结晶度、取向、分子量及其分布、交联度 (6)老化:老化后强度明显下降 3.2 弯曲性能 3.2.1 定义 弯曲应力σf：试样跨度中心外表面的正应力，MPa。 挠度s：弯曲试验中，试样跨度中心的顶面或底面偏离原始位置的距离，mm。 弯曲强度σfM：试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力，MPa。 断裂弯曲应力σfB：试样断裂时的弯曲应力，MPa。 弯曲应变εf：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%表示。 断裂弯曲应变εfB：试样断裂时的弯曲应变，用无量纲的比或%表示。 试验速度v：支座与压头之间相对运动的速率，mm/min。 3.2 弯曲性能 3.2.2 弯曲实验的方法原理 三点法 3.2 弯曲性能 3.2.3 弯曲实验的试样要求 标准试样 长度 l=80±2mm 宽度 b=10.0±0.2mm 厚度 d=4.0±0.2mm l/d≈20 非标试样 3.2 弯曲性能 3.2.3 弯曲实验的试样要求 ① 含有粗粒填料的材料，其最小宽度应在20~50mm之间。 ② 各项异性材料：其物性如弹性与方向有关，应使试样在试验中受力方向与其产品在使用中受力方向相同。 ③ 试样的制备:模塑或挤塑料：根据相关材料规范。片材：根据ISO2818制取。长纤维增强材料：根据ISO1268等制取。 ④ 试样数量：在每一个试验方向上至少应测试5个试样。试样在跨度中部1/3外断裂的试验结果应予废除，并重新取样试验。 3.2 弯曲性能 3.2.4 弯曲实验的步骤 ①测量试样中部宽度b；