高分子材料性能测试-力学性能

1、Mechanical properties of materials强度强度(Strength)：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或破材料在载荷作用下抵抗塑性变形或破坏的最大能力。坏的最大能力。屈服强度：表示材料发生明显塑性变形的抗力屈服强度：表示材料发生明显塑性变形的抗力 PsPs或或 抗拉强度：抗拉强度：b b=P=Pb b/F/F0 0 断裂前单位面积上所承受的最断裂前单位面积上所承受的最大应力大应力刚度刚度(Stiffness)：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。 弹性模量：弹性模量：E E/韧性韧性(Ductility)：材料从塑性变形到断裂全过程中吸收

2、材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。能量的能力。断裂韧性：断裂韧性：K KICIC塑性塑性(Plasticity)：外力作用下，材料发生不可逆的永外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。久性变形而不破坏的能力。Mechanical properties of materials应 力应 变强度范畴刚度范畴塑性范畴韧性范畴Mechanical properties of materials1t应力应变曲线：A：脆性材料；B：具有屈服点的韧性材料；C：无屈服点的韧性材料拉伸强度；拉伸断裂应力； 拉伸屈服应力；偏置屈服应力；拉伸时的应变；断裂时的应变；屈服时的应变；偏置屈服时的

3、应变 1t2t3t4t1t2t3t4t 弹性形变弹性形变: （开始-Y）应力随应变正比地增加，直线斜率=杨氏模量E。由高分子的键长键角变化引起的。 屈服应力屈服应力： 应力在Y点达到极大值，这一点叫屈服点，其应力y为屈服应力。 强迫高弹形变强迫高弹形变（大形变） 过了Y点应力反而降低，由于此时在大的外力帮助下，玻璃态聚合物本来被冻结的链段开始运动，高分子链的伸展提供了材料的大的形变。这种运动本质上与橡胶的高弹形变一样，只不过是在外力作用下发生的，为了与普通的高弹形变相区别，通常称为强迫高弹形变。这一阶段加热这一阶段加热可以恢复可以恢复。 应变硬化应变硬化 继续拉伸时，由于分子链取向排列，使硬度

4、提高，从而需要更大的力才能形变。 断裂断裂 达到B点时材料断裂，断裂时的应力b即是抗张强度t；断裂时的应变b又称为断裂伸长率。直至断裂，整条曲线所包围的面积S相当于断裂功。E越大，说明材料越硬，相反则越软；b或y越大，说材料越强，相反则越弱；b或S越大，说明材料越韧，相反则越脆。n(c)的特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大，且有适当的伸长率，如硬聚氯乙烯等。n(d)的特点是软而韧。断裂伸长率大，拉伸强度也较高，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。n (e)的特点是硬而韧。弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等高分子材料的典型应力-应变特征硬塑料应力纤维软塑料应变

5、橡胶电子万能试验机电子万能试验机低碳钢铝合金铸铁高分子材料符合材料图图3-3 I型试样型试样表3-2 I I型试样尺寸要求图图3-3 II型试样型试样表3-2 II II型试样尺寸要求图图3-3 III型试样型试样表3-2 III III型试样尺寸要求图图3-3 IV型试样型试样表3-2 IV IV型试样尺寸要求A:150%，B:220%，C:520%，D:1020%，E:2010%，F:5010%，G:10010%，H:20010%，I:50010%。n拉伸强度或拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力按下式计算：t=F/bd t：拉伸强度或拉伸断裂应力、拉伸屈服应力等，MPa；F：最大负荷或断裂负荷、屈服负荷、偏置屈服负荷，N；b：试样宽度，mm；d：试样厚度，mm。n断裂伸长率按下式计算：=(L-L0)/L0100% ：断裂伸长率，%；L0：试样原始标距，mm； L：试样断裂时标线间距离，mm。表3-4 与厚度相关的宽度值b mm 223bdFLfKbdLDdbFLEf333443d