泡沫的性能測(cè)定張熙

1、泡沫的性能測(cè)定張熙第1頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四耐水性定義：型煤浸水小時(shí)前后的平均抗壓強(qiáng)度之差與浸水前的平均抗壓強(qiáng)度的百分比。 測(cè)量方案：常溫浸水法是將秸稈液化物淀粉基聚氨酯泡沫樣板的2/3面積浸泡在蒸餾水中，達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后取出，檢查漆膜是否有起泡、失光、變色、脫落等破壞現(xiàn)象。 返回第2頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 熱學(xué)性質(zhì)定義:材料的熱學(xué)性質(zhì)包括熱容、熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性、熔化和升華等。測(cè)量方案：。熱容。熱膨脹。熱穩(wěn)定性返回第3頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 力學(xué)性質(zhì)定義：材料的力學(xué)性能是指材料在

2、不同環(huán)境(溫度、濕度、介質(zhì))下，承受各種外加載荷(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊、交變應(yīng)力等)時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)特征。測(cè)量方案：力學(xué)性能試驗(yàn)需按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 1、拉伸試驗(yàn) 2、壓縮試驗(yàn) 3、剪切試驗(yàn) 4、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn) 5、沖擊試驗(yàn)返回第4頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 熱容的測(cè)定周圍絕熱、內(nèi)有功率P=U2/R的電熱熱源的升溫規(guī)律。記總熱容為Csi=（mic+W），mi為煤油質(zhì)量，c為煤油比熱容，W為水當(dāng)量。則冷卻過程的物理規(guī)律。一般空氣中自然對(duì)流條件下，冷卻過程微分方程為：其中，T為系統(tǒng)溫度，為環(huán)境溫度，取1/4。周圍散熱、內(nèi)有功率P=U2/R的電熱熱源時(shí)的升溫規(guī)律。由

3、上兩式易得：記內(nèi)外溫差（T-）=u，則上式變?yōu)椋阂话憧偸辜訜峁β曙@著大于散熱熱流，即這時(shí)應(yīng)用泰勒展開積分并略去四次以上項(xiàng)得：如果已知kCsi的值，實(shí)驗(yàn)測(cè)出一系列時(shí)間和溫差u=T-，就可以擬合出直線方程的斜率，進(jìn)而可得 返回第5頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 熱膨脹的測(cè)定熱膨脹系數(shù)是材料重要的機(jī)械性能參數(shù)之一由于材料科學(xué)的發(fā)展，新材料不斷涌現(xiàn)，而手冊(cè)所查到的值是有限的已有的專用設(shè)備多數(shù)采用電阻線圈加熱，接觸式的測(cè)量方法，在技術(shù)上已經(jīng)相對(duì)落后因此，有必要研究用現(xiàn)代光學(xué)與微機(jī)技術(shù)相結(jié)合的新方法，實(shí)現(xiàn)在一般光力學(xué)實(shí)驗(yàn)室已有的設(shè)備基礎(chǔ)上，無須增加太多的設(shè)備即可達(dá)到測(cè)取值之目的

4、基于以上想法，本文充分利用云紋干涉法的特點(diǎn)，使測(cè)量更加簡(jiǎn)單方便原理本方法是利用云紋干涉實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)試件進(jìn)行測(cè)量首先要在試件上復(fù)制高密度單向光柵，然后用兩束激光按光柵的一級(jí)衍射角對(duì)稱照射到光柵上，此時(shí)兩束光的正負(fù)一級(jí)衍射光發(fā)生干涉并產(chǎn)生云紋條紋以下是熱膨脹系數(shù)表達(dá)式的推導(dǎo)首先假設(shè)試件一端固定，在某一起點(diǎn)溫度時(shí)長(zhǎng)度為（如圖），并且此時(shí)云紋條紋為零場(chǎng)條紋，在溫度順次變化到和（設(shè)）時(shí)，試件伸長(zhǎng)量分別為和，則運(yùn)用上面所說的方法可以獲得云紋條紋由云紋干涉原理可以知道，在溫度場(chǎng)均勻的情況下，云紋干涉條紋也是均勻分布的（如圖）設(shè)在這兩個(gè)溫（）溫度，條紋數(shù)度下條紋數(shù)分別為和，則根據(jù)熱膨脹 返回第6頁，共12頁，2

5、022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 熱穩(wěn)定性定義：熱穩(wěn)定性是指材料承受溫度的急劇變化而不致破壞的能力，故又稱為抗熱震性。熱穩(wěn)定性是無機(jī)非金屬材料的一個(gè)重要的工程物理性能。一般無機(jī)材料熱穩(wěn)定性較差。其熱沖擊損壞有兩種類型：一種是材料發(fā)生瞬時(shí)斷裂，抵抗這類破壞的性能稱為抗熱沖擊斷裂性；另一種是材料在熱沖擊循環(huán)作用下，材料表面開裂、剝落，并不斷發(fā)展，最終碎裂或變質(zhì)，抵抗這類破壞的性能稱為抗熱沖擊損傷性。對(duì)于脆性或低延性材料抗熱沖擊斷裂性尤其重要。對(duì)于一些高延性材料，熱疲勞是主要的問題，此時(shí)，雖然溫度的變化不如熱沖擊時(shí)劇烈，但是其熱應(yīng)力水平也可能接近于材料的屈服強(qiáng)度，且這種溫度變化反復(fù)地發(fā)生，

6、最終導(dǎo)致疲勞破壞。返回第7頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)在材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)機(jī)有機(jī)械式、液壓式、電液或電子伺服式等型式。試樣型式可以是材料全截面的，也可以加工成圓形或矩形的標(biāo)準(zhǔn)試樣。鋼筋、線材等一些實(shí)物樣品一般不需要加工而保持其全截面進(jìn)行試驗(yàn)。試樣制備時(shí)應(yīng)避免材料組織受冷、熱加工的影響，并保證一定的光潔度。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，試驗(yàn)機(jī)可自動(dòng)繪制出拉伸曲線圖。對(duì)于低碳鋼等塑性好的材料，在試樣拉伸到屈服點(diǎn)時(shí)，測(cè)力指針有明顯的抖動(dòng)，可分出上、下屈服點(diǎn)（和），在計(jì)算時(shí)，常取。材料的 和可將試驗(yàn)斷裂后的試樣拼合，測(cè)量其伸長(zhǎng)和斷面縮小而

7、計(jì)算出來。返回第8頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)定材料在軸向靜壓力作用下的力學(xué)性能的試驗(yàn)，是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一。試樣破壞時(shí)的最大壓縮載荷除以試樣的橫截面積，稱為壓縮強(qiáng)度極限或抗壓強(qiáng)度。壓縮試驗(yàn)主要適用于脆性材料，如鑄鐵、軸承合金和建筑材料等。對(duì)于塑性材料，無法測(cè)出壓縮強(qiáng)度極限，但可以測(cè)量出彈性模量、比例極限和屈服強(qiáng)度等。與拉伸試驗(yàn)相似，通過壓縮試驗(yàn)可以作出壓縮曲線。圖中為灰鑄鐵和退火鋼的壓縮曲線。曲線中縱坐標(biāo)P為壓縮載荷，橫坐標(biāo)h為試樣承受載荷時(shí)的壓縮量。如將兩坐標(biāo)值分別除以試樣的原截面積和原高度，即可轉(zhuǎn)換成壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線。圖中Pp為比

8、例極限載荷，P0.2為條件屈服極限載荷，P b為破壞載荷。在壓縮試驗(yàn)中，試樣端面存在較大的摩擦力，影響試驗(yàn)結(jié)果。試樣越短影響越大，為減少摩擦力的影響，一般規(guī)定試樣的長(zhǎng)度與直徑的比為13，同時(shí)降低試樣的表面粗糙度，涂以潤(rùn)滑油脂或墊上一層薄的聚四氟乙烯等材料 返回第9頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 剪切試驗(yàn)測(cè)定材料在剪切力作用下的抗力性能，是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本試驗(yàn)方法之一。主要用于試驗(yàn)承受剪切載荷的零件和材料，如鍋爐和橋梁上的鉚釘、機(jī)器上的銷釘?shù)?。剪切試?yàn)在萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試樣置于剪切夾具上，加載形式有單剪和雙剪兩種， 試樣在剪切載荷P作用下被切斷。單剪時(shí)，P除以

9、試樣截面積A，可得出剪切強(qiáng)度b，b=P/A；雙剪加載時(shí)b=P/2A。 返回第10頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)在圓柱形試樣的標(biāo)距兩端施加扭矩，這時(shí)在試樣標(biāo)距的兩個(gè)截面間產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角嗞，根據(jù)和嗞的變化可繪制成扭轉(zhuǎn)圖（見圖）,同時(shí)可得到相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變圖，圖中p對(duì)應(yīng)扭轉(zhuǎn)比例極限p;0.3對(duì)應(yīng)扭轉(zhuǎn)屈服強(qiáng)度0.3(產(chǎn)生0.3殘余切應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力) ；b對(duì)應(yīng)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限b。扭轉(zhuǎn)試樣的斷口形狀能反映出材料性能和受力情況。如斷口的斷面與試樣軸線垂直，材料呈塑性，是切應(yīng)力作用的結(jié)果；如斷口斷面與試樣軸線約成45角,材料呈脆性,是正應(yīng)力作用的結(jié)果 返回第11頁，共12頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)24分，星期四 沖擊試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)分為彎曲沖擊試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)和拉伸沖擊試驗(yàn)三種。橫梁式彎曲沖擊試驗(yàn)法操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣,其試驗(yàn)原理見圖1。 沖擊試驗(yàn)沖擊試樣 世界各國(guó)常用的彎曲沖擊試樣如圖2所示。中國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用橫梁式試驗(yàn)法，所用標(biāo)準(zhǔn)試樣以U形缺口試樣和V形缺口試樣為主。 沖擊試驗(yàn)沖擊試樣所消耗的功,稱為沖擊功Ak。將Ak除以缺口處橫截面積 F，則得沖擊韌度ak，單位為J/cm2。ak