塑料彎曲性能測試總結(jié)

塑料彎曲性能測試總結(jié)高分子聯(lián)13-1劉元碧2016.3一、實驗原理

彎曲試驗有兩種加載方法，一種為三點式加載法，另一種為四點式加載法。在本試驗中主要采用三點式加載法。試驗時將一規(guī)定形狀和尺寸的試樣置于兩支座上，并在支座的中點施加一集中負荷，使試樣產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和變形。此方法是使試樣在最大彎矩處及其附近破壞。二、儀器1、微機控制電子萬能試驗機。2、游標(biāo)卡尺。電子萬能試驗機三、試樣1、試樣要求可采用注塑、模塑、或由板材經(jīng)機械加工制成的矩形截面的試樣。試樣的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為（80±2）mm或更長；（10±0.2）mm寬；（4±0.2）mm厚，也可以從標(biāo)準(zhǔn)的雙鏟形多用途試樣的中間平行部分截取，若不能獲得標(biāo)準(zhǔn)試樣，則長度必須為厚度的20倍以上，試樣寬度由下表選定。試樣厚度小于1mm時不作彎曲試驗，厚度大于50mm的板材，應(yīng)單面加工到50mm，且加工面朝上壓頭，這樣就會接近或消除其加工影響。對于各向異性材料應(yīng)沿縱橫方向分別取樣，使試樣的負荷方向與材料實際使用時所受彎曲負荷方向一致。試樣寬度2、試驗條件選擇試驗時應(yīng)按要求調(diào)節(jié)試驗跨度和試驗速度。ISOB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：跨度應(yīng)為試樣厚度的15~17倍，對于厚度較大的單向纖維增強材料試樣，須采用較大的跨厚比（L/h）計算跨度，以避免因剪力使試樣分層，對于很薄的試樣，可采用較小的跨厚比計算的跨度，以便能在試驗機的能量范圍內(nèi)進行測定。試驗速度選擇對標(biāo)準(zhǔn)試樣為2.0mm/min。推薦試樣：試樣長度和厚度之比應(yīng)為：L/d=20±1。四、實驗步驟1．電子式萬能材料試驗機使用前預(yù)熱15分鐘。2．使用游標(biāo)卡尺測量試樣中間部位的寬度b和厚度d，每個測量三點，取其平均值，精確到0.02mm。3．調(diào)節(jié)好跨度，將試樣放于支架上，上壓頭與試樣寬度的接觸線須垂直于試樣長度方向，試樣兩端緊靠支架兩頭。4．啟動下降按鈕，試驗機按設(shè)定的參數(shù)開始工作。當(dāng)壓頭接觸到試樣后，計算機開始自動記錄試樣所受的載荷及其產(chǎn)生的位移數(shù)據(jù)。至試樣到達屈服點或斷裂時為止，立即停機。5．保存數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)作彎曲載荷-位移(撓度）曲線圖，并保存。通常設(shè)備能自動記錄這一操作過程，以便得到完整的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。根據(jù)圖形分析試樣的彎曲力學(xué)行為。五、注意事項微機控制電子拉力試驗機屬精密設(shè)備，在操作材料試驗機時，務(wù)必遵守操作規(guī)程，精力集中，認真負責(zé)。1、每次設(shè)備開機后要預(yù)熱10min，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，才可進行實驗工作；如果剛關(guān)機，需要再開機，至少保證1min的間隔時間。任何時候都不能帶電插拔電源線和信號線，否則很容易損壞電氣控制部分。2、試驗開始前，一定要調(diào)整好限位擋圈，以免操作失誤損壞力值傳感器。3、試驗過程中，不能遠離試驗機。4、試驗過程中，除停止鍵和急停開關(guān)外，不要按控制盒上的其他按鍵，否則會影響試驗。5、試驗結(jié)束后，一定要關(guān)閉所有電源。六、結(jié)果討論1．彎曲強度運算式中，σfM——彎曲強度，MPa。F——試驗過程中的最大載荷或應(yīng)變達到規(guī)定值的載荷，N。L——跨度，mm。b——試驗寬度，mm。d——試驗厚度，mm。2．撓度計算式中，Si——撓度，mm。ε——相應(yīng)的彎曲應(yīng)變。3．彎曲模量計算式中，Ef——彎曲模量。σf1——應(yīng)變值=0.0005時測量的應(yīng)力，MPa。σf2——應(yīng)變值=0.0025時測量的應(yīng)力，MPa。4．標(biāo)準(zhǔn)偏差代表所采用的樣本X1，X2,...,Xn的均值。ε(%)=(標(biāo)準(zhǔn)偏差/算術(shù)平均值)*100彎曲強度、彎曲模量取三位有效數(shù)字，撓度精確到兩位有效數(shù)字。七、數(shù)據(jù)處理七、數(shù)據(jù)處理從表格可以得到總體結(jié)果的誤差較小，結(jié)果為：σfM=40.708+1.3377（MPa）Si=5.89+0.119（mm）Ef=1732.974+100.5540（MPa）七、數(shù)據(jù)處理八、影響因素1．試樣尺寸和加工：試樣的厚度和寬度都與彎曲強度和撓度有關(guān)。2．加載壓頭半徑和支座表面半徑：如果加載壓頭半徑很小，對試樣容易引起較大的剪切力而影響彎曲強度，支座表面半徑會影響試樣跨度的準(zhǔn)確性。3．應(yīng)變速率：彎曲強度與應(yīng)變速率有關(guān)，應(yīng)變速率較低時,其彎曲強度也偏低。4．試驗跨度：當(dāng)跨厚比增大時,各種材料均顯示剪切力的降低，可見用增大跨厚比可減少剪切應(yīng)力，使三點彎曲試驗更接近純彎曲。5．溫度：就同一種材料來說，屈服強度受溫度的影響比脆性強度的大。九、心得體會通過這次實驗，我掌握了電子萬能實驗機結(jié)構(gòu)原理以及使用其測定塑料的彎曲強度、彎曲模量、撓度。我認識到彎曲試驗的標(biāo)準(zhǔn)、定義和分類，對彎曲強度、彎曲模量、撓度的認知也不再是一知半解，了解了三點式彎曲實驗原理，清楚了規(guī)定試樣和試驗要求。我覺得影響實驗最主要的無非這四個：材料因素、設(shè)備因素、人為因素、溫度濕度因素。首先，我們用的是同一種材料，去掉了材料的影響，而且設(shè)備正常、溫度濕度適宜，又減小了設(shè)備、溫濕的影響。剩下的是人為的操作的影響，諸如測量尺寸、標(biāo)線的距離、夾試樣時的誤差等等都對實驗造成不小的影響，但最終我們的實驗還算是成功的。通過結(jié)果計算，分析影響因素，從而確定塑料材料的用途范圍和使用要求。我想，這也是彎曲試驗的意義。謝謝觀看！一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解塑料沖擊性能測試的基本原理。2、熟悉塑料沖擊試驗機的結(jié)構(gòu)、使用與維護。3、掌握塑料沖擊性能測試的基本知識和技能。4、理解影響測試結(jié)果的主要因素。5、了解落錘沖擊試驗。二、查閱的資料《GB/T13525-92》、《GB/T9352-2008》、《GB/T17037.1-1997》、《GB/T17037.3-2003》、《GB/T5471-2008》、《ISO10724-1:1998》、《ISO2818-1994》、《GB/T2918-1998》、《GB/T2918》、《GB/T1843-2008》、《GB/T9639.1-2008》、《GB/T1043.1-2008塑料簡支梁沖擊性能測定第一部分非儀器化沖擊試驗》《塑料測試技術(shù)/譚壽再主編》三、實驗原理沖擊試驗主要有擺錘沖擊和落錘沖擊。擺錘沖擊根據(jù)試樣擺放的位置不同，又可分為簡支梁式和懸臂梁式。簡支梁沖擊試驗是將試樣安放在擺錘式?jīng)_擊機的規(guī)定位置上，然后利用擺錘自由落下，擺錘打擊簡支梁試樣的中央，試樣受到?jīng)_擊而斷裂，試樣斷裂時單位面積或單位寬度所消耗的沖擊功即為沖擊強度。懸臂梁沖擊試驗是將試樣安放在擺錘式?jīng)_擊機的規(guī)定位置上，然后利用擺錘自由落下，用擺錘打擊有缺口的懸臂梁的自由端，試樣受到?jīng)_擊而斷裂，試樣斷裂時單位面積或單位寬度所消耗的沖擊功即為沖擊強度。三、實驗原理試驗時，把擺錘抬高于機架的揚臂上，使得擺錘獲得一定的位能，當(dāng)擺錘自由落下時，位能轉(zhuǎn)化成動能打在試樣條上使其斷裂，剩余的動能再轉(zhuǎn)化為位能使擺錘上升到一定高度。假設(shè)整個過程中無能量的損失（空氣阻力消耗的功，試樣條飛出的動能較小，可忽略不計）則根據(jù)下落前的揚角（擺桿與軸中線的角度）和沖擊后擺桿上升的最大揚角可計算出試樣沖斷所需要的功。A=WL(cosα-cosβ)A：沖斷試樣所消耗的功W：擺錘重量L：擺錘擺長α：擺錘沖擊前的揚角β：沖擊試樣后擺錘的升角四、儀器與樣品1、儀器簡支梁沖擊試驗機懸臂梁沖擊試驗機游標(biāo)卡尺2、樣品對于擺錘沖擊，我們選取缺口試樣進行試驗。擺錘式?jīng)_擊試驗機和落錘式?jīng)_擊試驗機五、試樣條件簡支梁試樣類型和尺寸（單位：mm）缺口類型簡支梁試樣懸臂梁試樣

懸臂梁試樣類型和尺寸（單位：mm）缺口類型五、試樣條件試樣應(yīng)比夾板內(nèi)徑至少大40mm，以便夾緊，每組試樣的厚度與同組試樣的平均厚度偏差不大于5%，每組試樣至少20個，表面應(yīng)光滑平穩(wěn)，無裂痕，無損傷或其他缺陷。實驗前，應(yīng)在23℃和相對濕度50%的條件下預(yù)處理40h。對吸水性強的材料應(yīng)做干燥處理。六、實驗步驟擺錘沖擊1、樣條尺寸測量：用游標(biāo)卡尺測量樣條的中間部位，讀取樣條的寬度和厚度并記錄。（試樣每組至少5條）2、樣條的放置：樣條應(yīng)用合適的夾持力夾在支撐鉗口上（注意簡支梁和懸臂梁的不同）3、將被動指針指在最大能量處，按下沖擊按鈕，沖擊擺錘自動下落沖擊樣條，在擺錘沖擊樣條后，在實驗機左側(cè)接住擺錘，以便于實驗結(jié)果的判斷。（注意不要接擺錘桿，不要在較低處接擺錘，以防手受傷）4、讀取刻度盤上被動指針指示的能量值并記錄，計算試樣的截面積。后按記錄表上的公式計算樣條的沖擊強度，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。六、實驗步驟5、樣條斷裂結(jié)果的判斷，樣條的斷裂有三種形式：（1）完全破壞：樣條經(jīng)過一次沖擊分成兩段或幾段（2）部分破壞：一種不完全破壞，即無缺口樣條或有缺口樣條的橫端面斷開部分至少斷開90%。（3）不破壞：一種不完全破壞，即無缺口樣條或有缺口樣條的橫端面斷開部分小于90%。七、結(jié)果計算acN=Ec/(d*bN)式中，Ec：沖斷試樣所消耗的能量，Jd：試樣厚度，mmb：試樣寬度，mmbN：缺口試樣缺口底部剩余的寬度，mm1、缺口試樣的簡支梁沖擊強度計算aiN=Ec/(d*bN)Ec：沖斷試樣所消耗的能量，Jd：試樣厚度，mmbN：缺口試樣缺口底部剩余的寬度，mm2、缺口試樣的懸臂梁沖擊強度計算八、數(shù)據(jù)處理簡支沖擊懸臂沖擊

八、數(shù)據(jù)處理1、簡支梁沖擊強度從表格可以得到吸收功和沖擊強度的誤差較大，其他的誤差較小，結(jié)果為：acN=5.370+1.1175（kj/m2）2、懸臂梁沖擊