拉伸強(qiáng)度教育課件

拉伸強(qiáng)度目的和要求1、熟悉高分子材料拉伸性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)條件、測(cè)試原理及其操作。2、了解測(cè)試條件對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。3、測(cè)定聚丙烯等材料的屈服強(qiáng)度，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，并繪制應(yīng)力—應(yīng)變曲線；4、觀察結(jié)晶性高聚物的拉伸特征；5、掌握高聚物的靜載拉伸實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)原理1、應(yīng)力—應(yīng)變曲線

拉伸實(shí)驗(yàn)是最常用的一種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的應(yīng)力應(yīng)變曲線，可以得出評(píng)價(jià)材料性能的屈服強(qiáng)度()，斷裂強(qiáng)度()和斷裂伸長(zhǎng)率()等表征參數(shù)，不同的高聚物、不同的測(cè)定條件，測(cè)得的應(yīng)力—應(yīng)變曲線是不同的。應(yīng)力與應(yīng)變之間服從虎克定律，即：式中σ——應(yīng)力，MPa；ε——應(yīng)變，％；E——彈性模量，MPa；A為屈服點(diǎn)，A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)力叫屈服應(yīng)力()或屈服強(qiáng)度。2、玻璃態(tài)高聚物拉伸時(shí)曲線發(fā)展的幾個(gè)階段(1)屈服區(qū)(2)屈服區(qū)(3)延伸區(qū)(4)增強(qiáng)區(qū)3、影響高聚物機(jī)械強(qiáng)度的因素(1)大分子鏈的主價(jià)鏈，分子間力以及高分子鏈的柔性等，是決定高聚物機(jī)械強(qiáng)度的主要內(nèi)在因素。(2)混料及塑化不均,會(huì)產(chǎn)生細(xì)紋、凹陷、真空泡等形式留在制品表面或內(nèi)層。(3)環(huán)境溫度、濕度及拉伸速度等對(duì)機(jī)械強(qiáng)度有著非常重要的影響。4、由于不同的高分子材料，在結(jié)構(gòu)上不同，表現(xiàn)為應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形狀也不同。目前大致可歸納成5種類型

(a)的特點(diǎn)是軟而弱。拉伸強(qiáng)度低，彈性模量小，且伸長(zhǎng)率也不大，如溶脹的凝膠等。(b)的特點(diǎn)是硬而脆。拉伸強(qiáng)度和彈性模量較大，斷裂伸長(zhǎng)率小，如聚苯乙烯等。(c)的特點(diǎn)是硬而強(qiáng)。拉伸強(qiáng)度和彈性模量大，且有適當(dāng)?shù)纳扉L(zhǎng)率，如硬聚氯乙烯等。(d)的特點(diǎn)是軟而韌。斷裂伸長(zhǎng)率大，拉伸強(qiáng)度也較高，但彈性模量低，如天然橡膠、順丁橡膠等。

(e)的特點(diǎn)是硬而韌。彈性模量大、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率也大，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、尼龍等。儀器、設(shè)備和材料1、材料試樣(1)試樣的類型和尺寸①I型試樣I型試樣形狀及尺寸分別見(jiàn)圖Ⅱ-3-3和表Ⅱ-3-1。

圖Ⅱ-3-3I型試樣

表Ⅱ-3-1I型試樣尺寸(mm)②II型試樣II型試樣形狀及尺寸分別見(jiàn)圖Ⅱ-3-4和表Ⅱ-3-2。圖Ⅱ-3-4II型試樣表Ⅱ-3-2II型試樣尺寸③III型試樣形狀及尺寸分別見(jiàn)圖Ⅱ-3-5和表Ⅱ-3-3。圖Ⅱ-3-5III型試樣表Ⅱ-3-3III型試樣尺寸(mm)

④IV型試樣形狀及以下分別見(jiàn)圖Ⅱ-3-6和表Ⅱ-3-4。圖Ⅱ-3-6IV型試樣表Ⅱ-3-4IV型試樣尺寸(mm)

(2)試樣類型的選擇不同的材料由于尺寸效應(yīng)不同，故應(yīng)盡量減少缺陷和結(jié)構(gòu)不均勻性對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，按表Ⅱ-3-5選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拉伸試樣類型以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)速度。III型僅用于測(cè)定拉伸強(qiáng)度(3)試樣的制備及要求

①試樣制備和外觀檢查，按GB1039規(guī)定進(jìn)行。②試樣厚度除表中規(guī)定外，板材厚度d≤l0mm時(shí)，可用原厚為試樣厚度；當(dāng)厚度d>10mm時(shí)，應(yīng)從兩面等量機(jī)械加工至10mm，或按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加工。③每組試樣不少于5個(gè)，對(duì)各向異性的板材應(yīng)分別從平行與主軸和垂直與主軸的方向各取一組試樣。2、儀器、設(shè)備

(1)實(shí)驗(yàn)機(jī)任何能滿足實(shí)驗(yàn)要求的、具有多種移動(dòng)速率的實(shí)驗(yàn)機(jī)均可使用。實(shí)驗(yàn)機(jī)示值應(yīng)在每級(jí)表盤(pán)滿刻度的10%～90％之間，不得小于實(shí)驗(yàn)機(jī)最大載荷的4％讀取，示值的誤差應(yīng)在±1％之內(nèi)。電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。(2)形變測(cè)量裝置測(cè)量誤差應(yīng)在土1％之內(nèi)．

(3)夾具實(shí)驗(yàn)夾具移動(dòng)速度應(yīng)符合規(guī)定要求。測(cè)量Ⅲ型試樣時(shí)，推薦使用圖Ⅱ-3-7所示的專用夾具．也可以使用能滿足實(shí)驗(yàn)要求的其他夾具。

圖Ⅱ-3-7Ⅲ型試樣夾具

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)1螺桿；2-調(diào)速手輪；3-開(kāi)關(guān)；4-下夾持器；5-上夾持器；6-測(cè)力盤(pán)；7-記錄儀實(shí)驗(yàn)步驟

1、調(diào)節(jié)試樣狀態(tài)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境2、記錄試樣情況；作標(biāo)志線，記錄標(biāo)志線情況。3、夾持試樣4、選定速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄與處理1.拉伸強(qiáng)度或拉伸斷裂應(yīng)力或拉伸屈服應(yīng)力或偏置屈服應(yīng)力。－拉伸強(qiáng)度；－拉伸時(shí)的應(yīng)變；－拉伸斷裂應(yīng)力；－斷裂時(shí)的應(yīng)變；－拉伸屈服應(yīng)力；－屈服時(shí)的應(yīng)變；－偏置屈服應(yīng)力；－偏置屈服時(shí)的應(yīng)變X％；A－脆性材料；B－具有屈服點(diǎn)的韌性材料；C－無(wú)屈服點(diǎn)的韌性材料

圖Ⅱ-3-6拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

按式(Ⅱ-3-1)計(jì)算：

（Ⅱ-3-1）式中——抗拉伸強(qiáng)度或拉伸斷裂應(yīng)力或拉伸屈服應(yīng)力或偏置屈服應(yīng)力，MPa；P——最大負(fù)荷或斷裂負(fù)荷或屈服負(fù)荷或偏置屈服負(fù)荷，N；b——試樣寬度，mm；d——試樣厚度，mm。各應(yīng)力值在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的位置見(jiàn)圖Ⅱ-3-6。2、斷裂伸長(zhǎng)率按式(Ⅱ-3-2)計(jì)算：（Ⅱ-3-2）式中——斷裂伸長(zhǎng)率，％；Go——試樣原始標(biāo)距，mm；G——試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離，mm。3、標(biāo)準(zhǔn)偏差值SS按式(Ⅱ-3-3)計(jì)算：

（Ⅱ-3-3）式