高分子材料拉伸性能实验

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1、高分子材料拉伸性能实验1.实验目的了解高分子材料的拉伸强度、模量及断裂伸长率的意义和测试方法，通过应力－应变曲线，判断不同高分子材料的性能特征。2.实验原理拉伸强度是用规定的实验温度、湿度和作用力速度，在试样的两端以拉力将试样拉至断裂时所需的负荷力，同时可得到断裂伸长率和拉伸弹性模量。将试样夹持在专用夹具上，对试样施加静态拉伸负荷，通过压力传感器、形变测量装置以及计算机处理，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力－应变曲线，计算出曲线上的特征点如试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力（拉伸强度）、试样断裂时的拉伸应力（拉伸断裂应力）、在拉

2、伸应力－应变曲线上屈服点处的应力（拉伸屈服应力）和试样断裂时标线间距离的增加量与初始标距之比（断裂伸长率，以百分数表示）。3.实验材料实验原料：GPPS、PP、PC。（1）拉伸样条：哑铃型样条，测试标准：ASTMD638。样条如下：表1Ⅰ型试样尺寸公差符号名称尺寸/mm公差/mm符号名称尺寸/mm公差/mmL总长度（最小）150-W端部宽度20±0.2H夹具间距离115±5.0d厚度4-C中间平行部分长度60±0.5b中间平行部分宽度10±0.2G0标距（或有效部分）50±0.5R半径（最小）60-4.实验设备万能材料实验机及夹具5.

3、实验条件不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的影响，按表2选用国家标准规定的拉伸试样类型以及相应的实验速度。表2拉伸试样类型以及相应的实验速度试样材料试样类型试样制备方法试样最佳厚度试样速度硬质热塑性塑料Ⅰ注塑成型4B、C、D、E、F热塑性增强塑料压制成型硬质热塑性塑料板热固性塑料板（包括层压板）机械加工4A、B、C、D、E、F软质热塑性塑料软质热塑性塑料板Ⅱ注塑成型2F、G、H、I压制成型板材机械加工板材冲切加工热固性塑料Ⅲ①注塑成型-C包括填充和纤维增强塑料压制成型热固性增强塑料板Ⅳ-B、C、D①Ⅲ

4、试样仅用来测试拉伸强度实验速度为以下九种：A:1mm/min±50%B:2mm/min±20%C:5mm/min±20%D:10mm/min±20%E:20mm/min±10%F:50mm/min±10%G:100mm/min±10%H:200mm/min±10%I:500mm/min±10%6.实验步骤（1）实验环境：温度23℃，相对湿度50％，气压86～106KPa。（2）测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确到0.01mm，每个试样测量三点，取算术平均值。（3）在试样中间平行的部分作标线示明标距，此标线对测试结果不应有影响。（4

5、）夹持试样，夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线相重合，并且要松劲适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内。（5）选定实验速度，进行实验。并记录屈服时的负荷，或断裂负荷及标距间伸长，若试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另选取试样补做。7.实验结果与数据处理（1）拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏离屈服应力σt按式（1）进行计算：（1）式中σt—抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏离屈服应力，MPa；p——最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏离屈服负荷，N；b——试样宽度,mm;d——试样厚度，mm（2）模量：拉伸模量

6、（即杨氏模量）通常由拉伸初始阶段的应力与应变比例计算：E＝（2）(3)断裂伸长率εt按式（3）计算：（3）式中εt—断裂伸长率，％；G0—试样原始标距，mm；G—试样断裂时标线间距，mm。8.思考题①分析试样断裂在线外的原因。②如何用据应力—应变曲线来判断材料的适应性能？首先是屈服极限，这个表明材料承受最大载荷的能力，就是σs，越高越好。还有就是延伸率，延伸率高的材料可以承受更大的塑性变形。应力应变曲线在屈服点以后的曲线如果是随应变增大而升高，则表明是应变可强化材料。一般钢材的强化效果不明显，铝合金的属于应变强化材料。有些材料属于脆性

7、材料，当拉伸超过屈服点后很快就断裂，比如陶瓷和部分钢铁。③拉伸速度对测试结果有和影响？1.抗拉强度：抗拉强度随着试验速度的上升，抗拉强度增大，但到达一定阶段后趋于稳定2.屈服强度：试验速度较慢时，屈服强度与抗拉强度相差比较大；试验速度愈快，屈服强度与抗拉强度的差值逐渐减少。    　　3.断后延伸率：拉伸速度的提高使断后延伸率下降，到一定阶段后断后伸长率下降趋于缓慢。(另外塑性大的抗拉强度和断后伸长率对拉伸速度的敏感性大，而塑性小的抗拉强度和断后伸长率对拉伸速度敏感性则相对较小。　一般情况拉伸速度的变化对试验结果的影响如上，但对于塑料

8、材料，它属于粘弹性材料，它的应力松弛过程与变形速度紧密相连。当拉伸速度减小时，拉伸强度减小，断裂伸长率增大；拉伸速度增大时，塑料呈现脆性，拉伸强度增大，断裂伸长率减小简支梁冲击试验机