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塑料材料力學(xué)性能之拉伸性能 |
塑料的拉伸性能是力學(xué)性能中最重要、最基本的性能之一。幾乎所有的塑料都要考核拉伸性能的各項指標,這些指標的大小很大程度上決定了該種塑料的使用場(chǎng)合。拉伸性能的好壞,通過(guò)拉伸試驗來(lái)檢驗。 一、測試原理 拉伸試驗時(shí)沿試樣縱向主軸恒速拉伸,直到斷裂應力(負荷)或應變(伸長(cháng))達到某一預定值,測量在這一過(guò)程中試樣承受的負荷及其伸長(cháng)。 二、試驗儀器-試驗機 拉伸性能大多采用電子拉力試驗機,試驗機應包括夾具、負荷指示裝置、引伸計等基本結構裝置。 (1)夾具 用于夾持試樣的夾具與試驗機相連,使試樣的長(cháng)軸與通過(guò)夾具中心線(xiàn)的拉力方向重合,通常通過(guò)夾具上的對中銷(xiāo)來(lái)達到。夾持試樣時(shí)用力要適度,既不能將試樣夾得太緊,引起試樣在夾具處過(guò)早破壞,也不能夾持得太松,防止夾持試樣在夾具上滑動(dòng)。 (2)負荷指示裝置 帶有能顯示試樣所承受的總拉伸負荷的裝置。該裝置在規定的試驗速度下應無(wú)慣性滯后,指示負荷的準確度至少為實(shí)際值的1%。 (3)引伸計 應能測量試驗過(guò)程中任何時(shí)刻試樣標距的相對變化。最好能自動(dòng)記錄這種變化,精度應為對應值的1%或更優(yōu)。當引伸計連接在試樣上時(shí),要小心操作使試樣產(chǎn)生的變形和損壞最小。引伸計和試樣之間基本無(wú)滑動(dòng)。 三、影響因素 拉伸試驗使用標準形狀的試樣,在規定的標準化狀態(tài)下測定塑料的拉伸性能。標準化狀態(tài)包括:試樣制備、狀態(tài)調節、試驗環(huán)境和試驗條件等因素。此外,試驗用的試驗機的特性、試驗人員操作熟練程度等也會(huì )對測試結果產(chǎn)生一定影響。 (1)試樣尺寸 同一種塑料所取試樣的尺寸不同,其拉伸強度會(huì )有所不同。試樣越厚,其拉伸強度越低。試樣越寬,拉伸強度和斷裂標稱(chēng)應變越低。因此在試樣制備時(shí)應保證在標準規定的范圍內。對于薄膜等軟材料,在進(jìn)行試驗時(shí),裁取試樣用的裁刀應鋒利,無(wú)缺口,保證刀刃鋒線(xiàn)均勻、細直、平行,如稍有缺陷應更換裁刀重新裁樣。同時(shí),試樣應選取無(wú)缺陷的制品進(jìn)行裁取,因為試樣受力破壞時(shí),首先是在最危險的缺陷處發(fā)生。 (2)拉伸速度 塑料屬于黏彈性材料,變形速度改變,塑料的力學(xué)行為也會(huì )改變。一般情況下,拉伸速度快,拉伸強度增大,斷裂標稱(chēng)應變降低。而不同品種的塑料對拉伸速度的敏感程度不同。硬而脆的塑料對拉伸強度比較敏感,一般采用較低的拉伸速度。韌性塑料采用較高的拉伸速度,以縮短試驗周期,提高效率。 (3)溫度和濕度 塑料的力學(xué)松弛過(guò)程與溫度有很大關(guān)系,隨著(zhù)溫度的升高,拉伸強度降低,斷裂標稱(chēng)應變增大。 試驗環(huán)境的相對濕度對拉伸試樣也有一定的影響。 對于吸濕性小的塑料,濕度的影響不大顯著(zhù)。而對吸水性強的材料,如聚酰胺,濕度提高,塑性增加,強度會(huì )降低。 因此,試驗時(shí)應保證試樣在均勻而穩定的標準環(huán)境下,溫度和濕度的上下波動(dòng)也應在所規定的范圍。 |