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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(biāo),這些指標(biāo)的大小很大程度上決定了該種塑料的使用場合。拉伸性能的好壞,通過拉伸試驗來檢驗。 一、測試原理 拉伸試驗時沿試樣縱向主軸恒速拉伸,直到斷裂應(yīng)力(負荷)或應(yīng)變(伸長)達到某一預(yù)定值,測量在這一過程中試樣承受的負荷及其伸長。 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(yīng)包括夾具、負荷指示裝置、引伸計等基本結(jié)構(gòu)裝置。 (1)夾具 用于夾持試樣的夾具與試驗機相連,使試樣的長軸與通過夾具中心線的拉力方向重合,通常通過夾具上的對中銷來達到。夾持試樣時用力要適度,既不能將試樣夾得太緊,引起試樣在夾具處過早破壞,也不能夾持得太松,防止夾持試樣在夾具上滑動。 (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(guī)定的試驗速度下應(yīng)無慣性滯后,指示負荷的準(zhǔn)確度至少為實際值的1%。 (3)引伸計 應(yīng)能測量試驗過程中任何時刻試樣標(biāo)距的相對變化。最好能自動記錄這種變化,精度應(yīng)為對應(yīng)值的1%或更優(yōu)。當(dāng)引伸計連接在試樣上時,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滑動。 三、影響因素 拉伸試驗使用標(biāo)準(zhǔn)形狀的試樣,在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)下測定塑料的拉伸性能。標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)包括:試樣制備、狀態(tài)調(diào)節(jié)、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對測試結(jié)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(biāo)稱應(yīng)變越低。因此在試樣制備時應(yīng)保證在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。對于薄膜等軟材料,在進行試驗時,裁取試樣用的裁刀應(yīng)鋒利,無缺口,保證刀刃鋒線均勻、細直、平行,如稍有缺陷應(yīng)更換裁刀重新裁樣。同時,試樣應(yīng)選取無缺陷的制品進行裁取,因為試樣受力破壞時,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)行為也會改變。一般情況下,拉伸速度快,拉伸強度增大,斷裂標(biāo)稱應(yīng)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)松弛過程與溫度有很大關(guān)系,隨著溫度的升高,拉伸強度降低,斷裂標(biāo)稱應(yīng)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。而對吸水性強的材料,如聚酰胺,濕度提高,塑性增加,強度會降低。 因此,試驗時應(yīng)保證試樣在均勻而穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下,溫度和濕度的上下波動也應(yīng)在所規(guī)定的范圍。 |