塑料拉伸性能課件PPT

1、塑料拉伸性能主要內容1 拉伸性能2 拉伸性能測試原理及試樣要求3 測量方法4 拉力機使用說明5 數據處理6 實驗設備7 影響拉伸性能的因素 材料力學性能的介紹The four types of stressesMechanical properties of materials強度(Strength)：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或破壞的最大能力。屈服強度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力 Ps或 抗拉強度：b=Pb/F0 斷裂前單位面積上所承受的最大應力剛度(Stiffness)：外應力作用下材料抵抗彈性變形能力。 彈性模量：E/韌性(Ductility)：材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收能量

2、的能力。斷裂韌性：KIC塑性(Plasticity)：外力作用下，材料發(fā)生不可逆的永久性變形而不破壞的能力。Mechanical properties of materials應 力應 變強度范疇剛度范疇塑性范疇韌性范疇Mechanical properties of materials1.1 定義拉伸強度：在拉伸試驗中，試樣直至斷裂為止所承受的最大拉伸應力。 拉伸應力：試樣在計量標距范圍內，單位初始橫截面上承受的拉伸負荷。拉伸斷裂應力：曲線上斷裂時的應力。 拉伸屈服應力：曲線上屈服點處的應力。斷裂伸長率：試樣斷裂時，標線間距離的增加量與初始標距之比。 彈性模量：比例極限內，材料所受應力與產生

3、的相應應變之比。 屈服點：曲線上不隨增加的初始點。 應變：材料在應力作用下，產生的尺寸變化與原始尺寸之比。1 拉伸性能1.2 高分子應力-應變過程 彈性形變: （開始-Y）應力隨應變正比地增加，直線斜率=楊氏模量E。由高分子的鍵長鍵角變化引起的。 屈服應力： 應力在Y點達到極大值，這一點叫屈服點，其應力y為屈服應力。 強迫高彈形變（大形變） 過了Y點應力反而降低，由于此時在大的外力幫助下，玻璃態(tài)聚合物本來被凍結的鏈段開始運動，高分子鏈的伸展提供了材料的大的形變。這種運動本質上與橡膠的高彈形變一樣，只不過是在外力作用下發(fā)生的，為了與普通的高彈形變相區(qū)別，通常稱為強迫高彈形變。這一階段加熱可以恢復

4、。 應變硬化 繼續(xù)拉伸時，由于分子鏈取向排列，使硬度提高，從而需要更大的力才能形變。 斷裂 達到B點時材料斷裂，斷裂時的應力b即是抗張強度t；斷裂時的應變b又稱為斷裂伸長率。直至斷裂，整條曲線所包圍的面積S相當于斷裂功。E越大，說明材料越硬，相反則越軟；b或y越大，說材料越強，相反則越弱；b或S越大，說明材料越韌，相反則越脆。1.3 高分子典型應力應變曲線 I(a)的特點是軟而弱。拉伸強度低，彈性模量小，且伸長率也不大，如溶脹的凝膠等。(b)的特點是硬而脆。拉伸強度和彈性模量較大，斷裂伸長率小，如聚苯乙烯等。 屈服應力： 應力在Y點達到極大值，這一點叫屈服點，其應力y為屈服應力。拉伸強度和彈性

5、模量大，且有適當的伸長率，如硬聚氯乙烯等。這一階段加熱可以恢復。板材機械加工和沖切加工將大變形的上下夾頭夾在試樣的中部，并保證上下夾頭之間的頂桿接觸，以保證試樣原始標距的正確。測量試樣中間平行部分的厚度和寬度，精確到0.硬而脆的塑料 較低的拉伸速度連續(xù)或者間歇過熱造成分子熱分解；2 拉伸性能測試原理及試樣由高分子的鍵長鍵角變化引起的。熱固性樹脂不會因溫度不同而得到不同的曲線。斷裂時的應變b又稱為斷裂伸長率。材料力學性能的介紹參照標準國標GB/T 1040-92由計算機進行試驗方案制定與選擇、數據處理、分析、試驗過程檢測、結果輸出；(c)的特點是硬而強。拉伸強度和彈性模量大，且有適當的伸長率，如

6、硬聚氯乙烯等。(d)的特點是軟而韌。斷裂伸長率大，拉伸強度也較高，但彈性模量低，如天然橡膠、順丁橡膠等。1.3 高分子典型應力應變曲線1.3 高分子典型應力應變曲線 III (e)的特點是硬而韌。彈性模量大、拉伸強度和斷裂伸長率也大，如聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍等常用高分子材料的應力-應變曲線2 拉伸性能測試原理及試樣參照標準國標GB/T 1040-922.1 原理 拉伸試驗是對試樣延期縱軸方向施加靜態(tài)拉伸負荷，使其破壞，通過測量試樣的屈服力、破壞力和試樣標距間的伸長來求得試樣的屈服強度拉伸強度和伸長率。拉伸性能測試試樣低碳鋼鋁合金鑄鐵高分子材料復合材料2.2 高分子試樣的制備和尺寸要求I ：

7、I型試樣及尺寸圖 I型試樣I型試樣尺寸要求在試樣中間平行部分做標線，示明標距。例如，聚碳酸酯的成品經退火處理，成品的耐環(huán)境應力開裂改善，彎曲強度增加，但是沖擊強度稍稍下降。3 高分子典型應力應變曲線拉伸應力：試樣在計量標距范圍內，單位初始橫截面上承受的拉伸負荷。拉伸強度和彈性模量大，且有適當的伸長率，如硬聚氯乙烯等。將大變形的上下夾頭夾在試樣的中部，并保證上下夾頭之間的頂桿接觸，以保證試樣原始標距的正確。斷裂時的應變b又稱為斷裂伸長率。屈服強度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力 Ps或成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學性能抗拉強度：b=Pb/F0 斷裂前單位面積上所承受的最大應力

8、若夾具已安裝到試驗機上，則對夾具進行檢查,并根據試樣的長度及夾具的間距設置好限位裝置。成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學性能力測量系統(tǒng)、變形測量系統(tǒng)、位移測量系統(tǒng)及驅動控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等；關機順序：試驗軟件試驗機打印機計算機。2.2 II型試樣及尺寸圖 II型試樣I I型試樣尺寸要求2.2 試樣的制備和尺寸要求III ：III型試樣及尺寸圖 III型試樣III型試樣尺寸要求2.2 試樣的制備和尺寸要求IV ：IV型試樣及尺寸圖 IV型試樣 IV型試樣尺寸要求2.2試樣的制備和尺寸要求V ：塑料材料選擇試樣類型測試速度參考 試樣材料類型試樣制備方法最佳厚度mm試驗速度硬質熱塑性

9、塑熱塑性增強塑料注塑 模壓4B C D E F硬質熱塑性塑料板 熱固性塑料板含層壓板機械加工2A B C D E F G軟質熱塑性塑料及板注塑、模壓 板材機械加工和沖切加工2F G H I熱固性塑料(含填充、增強塑料）注塑 模壓C熱固性塑料板機械加工B C DA:150%，B:220%，C:520%，D:1020%，E:2010%，F:5010%，G:10010%，H:20010%，I:50010%。為何要選定拉伸速度？因為塑料屬粘彈性材料，它的應力松馳過程與變形速率緊密相關。應力松馳需要一個時間過程，當低速拉伸時，分子鏈來得及位移、重排，呈現韌性行為。表現為拉伸強度減少，而斷裂伸長率增大。高

10、速拉伸時，高分子鏈段的運動跟不上外力作用，呈現脆性行為，表現為拉伸強度增大，斷裂伸長率減少。硬而脆的塑料 較低的拉伸速度韌性塑料 較高的拉伸速度3.測量方法試樣的狀態(tài)調節(jié)和試驗環(huán)境按國家標準規(guī)定。在試樣中間平行部分做標線，示明標距。測量試樣中間平行部分的厚度和寬度，精確到0.01mm，II型試樣中間平行部分的寬度，精確到0.05mm，測3點，取算術平均值。夾具夾持試樣時，要使試樣縱軸與上下夾具中心連線重合，且松緊適宜。選定試驗速度，進行試驗。記錄屈服時負荷，或斷裂負荷及標距間伸長。試樣斷裂在中間平行部分之外時，此試樣作廢，另取試樣補做。4 拉力機使用說明 按以下順序開機：試驗機打印機計算機。每

11、次開機后，最好要預熱10分鐘，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，再進行試驗工作。準備好楔形拉伸夾具。若夾具已安裝到試驗機上，則對夾具進行檢查,并根據試樣的長度及夾具的間距設置好限位裝置。 點擊桌面上的 圖標,開始拉伸測試。拉伸測試界面分別將上、下夾具裝到試驗機的上、下接頭上，插上插銷，旋緊鎖緊螺母。先搬動上夾具的上搬把，使鉗口張開適當的寬度，大于所裝試樣的厚度即可；將試樣一端放入上夾具鉗口之間，并使試樣位于鉗口的中央，松開上搬把，將試樣上端夾緊。在夾好試樣一端后，力值清零（點擊力窗口的 按鈕）再夾另一端。將大變形的上下夾頭夾在試樣的中部，并保證上下夾頭之間的頂桿接觸，以保證試樣原始標距的正確。本實驗頂桿的間距設置

12、為50mm。點擊 ，開始自動試驗。熱固性塑料(含填充、增強塑料）無定形高分子彈性模量下降到數11000。直至斷裂，整條曲線所包圍的面積S相當于斷裂功。由高分子的鍵長鍵角變化引起的。選定試驗速度，進行試驗。Mechanical properties of materials斷裂時的應變b又稱為斷裂伸長率。斷裂 達到B點時材料斷裂，斷裂時的應力b即是抗張強度t；熱固性塑料(含填充、增強塑料）參照標準國標GB/T 1040-92成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學性能成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學性能斷裂時的應變b又稱為斷裂伸長率。將試樣一端放入上夾具鉗口之間，并使

13、試樣位于鉗口的中央，松開上搬把，將試樣上端夾緊。點擊拉伸功能窗口 ，進入數據處理窗口點擊數據處理窗口中的 ，輸入試樣的寬度和厚度，之后確定退出，生成相關的報告關閉試驗窗口及軟件。關機順序：試驗軟件試驗機打印機計算機。5 數據的處理拉伸強度或拉伸斷裂應力、拉伸屈服應力、偏置屈服應力按下式計算：t=F/bd t：拉伸強度或拉伸斷裂應力、拉伸屈服應力等，MPa；F：最大負荷或斷裂負荷、屈服負荷、偏置屈服負荷，N；b：試樣寬度，mm；d：試樣厚度，mm。斷裂伸長率按下式計算：=(L-L0)/L0100% ：斷裂伸長率，%；L0：試樣原始標距，mm； L：試樣斷裂時標線間距離，mm。電子萬能試驗機6 實

14、驗設備電子萬能試驗機的結構主機交流伺服電機及傳動系統(tǒng)、力傳感器、機架、滾珠絲桿、位移傳感器、限位開關、控制面板、急停開關等；電控系統(tǒng)力測量系統(tǒng)、變形測量系統(tǒng)、位移測量系統(tǒng)及驅動控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等；微機軟件由計算機進行試驗方案制定與選擇、數據處理、分析、試驗過程檢測、結果輸出；夾具根據試樣選取7 影響拉伸性能的因素一）成型條件成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學性能連續(xù)或者間歇過熱造成分子熱分解；成型壓力、模具設計、溫度等條件不適宜時，引起試樣變形；急劇冷卻或緩慢冷卻，引起殘余應力的保留程度、結晶度、結晶粒子大小等方面不同；成型過程使分子取向時引起各向異性；成型后熱處理，制品除去

15、殘余應力。例如，聚碳酸酯的成品經退火處理，成品的耐環(huán)境應力開裂改善，彎曲強度增加，但是沖擊強度稍稍下降。 (二) 溫度與濕度由高分子的鍵長鍵角變化引起的。Mechanical properties of materials熱固性樹脂不會因溫度不同而得到不同的曲線。成型過程中，制品受到熱、分子取向等作用，影響其力學性能斷裂 達到B點時材料斷裂，斷裂時的應力b即是抗張強度t；斷裂時的應變b又稱為斷裂伸長率。(e)的特點是硬而韌。Mechanical properties of materials點擊 ，開始自動試驗。拉伸試驗是對試樣延期縱軸方向施加靜態(tài)拉伸負荷，使其破壞，通過測量試樣的屈服力、破壞力和試樣標距間的伸長來求得試樣的屈服強度拉伸強度和伸長率。熱固性樹脂不會因溫度不同而得到不同的曲線。拉伸強度和彈性模量大，且有適當的伸長率，如硬聚氯