1高分子材料拉伸强度测定
高分子物理实验报告
高分子物理实验报告高分子物理实验报告引言：高分子物理是研究高分子材料的结构、性质和行为的学科。
本实验旨在通过实验方法，对高分子材料的一些基本性质进行探究，以加深对高分子物理的理解。
实验一：高分子材料的熔融流动性材料：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）方法：将PE和PP分别切成小块，放入两个不同的容器中，通过加热使其熔化，观察其流动性。
结果：PE在加热后迅速熔化，并呈现出较大的流动性，而PP则需要较高的温度才能熔化，且流动性较小。
结论：高分子材料的熔融流动性与其分子结构有关，分子链间的相互作用力越强，熔融温度越高，流动性越小。
实验二：高分子材料的拉伸性能材料：聚酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）方法：将PET和PVC分别切成薄片状，用拉力试验机进行拉伸测试，记录其拉伸强度和断裂伸长率。
结果：PET具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，而PVC的拉伸强度较低，断裂伸长率也较小。
结论：高分子材料的拉伸性能与其分子链的排列方式、分子量以及交联程度等因素有关，分子链越有序，交联程度越高，拉伸强度越大，断裂伸长率越小。
实验三：高分子材料的热稳定性材料：聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）方法：将PS和PC分别切成小块，放入热风箱中进行热稳定性测试，记录其质量损失。
结果：PS在高温下易分解，质量损失较大，而PC在相同条件下质量损失较小。
结论：高分子材料的热稳定性与其分子链的稳定性有关，分子链越稳定，热稳定性越好，质量损失越小。
实验四：高分子材料的玻璃化转变温度材料：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯醇（PVA）方法：将PMMA和PVA分别切成小块，通过差示扫描量热法（DSC）测试其玻璃化转变温度。
结果：PMMA的玻璃化转变温度较高，而PVA的玻璃化转变温度较低。
结论：高分子材料的玻璃化转变温度与其分子链的自由度有关，分子链越自由，玻璃化转变温度越低。
结论：通过以上实验，我们可以看到不同高分子材料在熔融流动性、拉伸性能、热稳定性和玻璃化转变温度等方面表现出不同的特性。
高分子材料性能测试力学性能
3.1.2 高分子经典应力－应变曲线 I
3.1 拉伸性能
(c)旳特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大，且有合适旳伸长率，如硬聚氯乙烯等。(d)旳特点是软而韧。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。
3.1 拉伸性能
3.1.2 高分子经典应力－应变曲线 III
(e)旳特点是硬而韧。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
塑性(Plasticity)：外力作用下，材料发生不可逆旳永久性变形而不破坏旳能力。
Mechanical properties of materials
应 力
应 变
Mechanical properties of materials
3.1 拉伸性能
3.1.1 应力－应变曲线
Байду номын сангаас
高分子应力-应变过程
3.1 拉伸性能
电子万能试验机
3.1 拉伸性能
3.1 拉伸性能
3.1.5 拉伸性能测试原理 拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷，使其破坏，经过测量试样旳屈服力、破坏力和试样标距间旳伸长来求得试样旳屈服强度拉伸强度和伸长率。
3.1 拉伸性能
3.1.6 测量方法即实验环节 ①试样旳状态调节和试验环境按国家原则规定。②在试样中间平行部分做标线，示明标距。③测量试样中间平行部分旳厚度和宽度，精确到0.01mm，II型试样中间平行部分旳宽度，精确到0.05mm，测3点，取算术平均值。④夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线重合，且松紧适宜。⑤选定试验速度，进行试验。⑥记录屈服时负荷，或断裂负荷及标距间伸长。试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。
试验1高分子材料拉伸强度及断裂伸长率测定
试验1高分子材料拉伸强度及断裂伸长率测定摘要：本实验旨在测定高分子材料的拉伸强度和断裂伸长率。
通过标准试验方法，采用拉伸试验机对高分子材料进行拉伸变形，测量其断裂前的最大拉伸力和断裂时的伸长率，以评估材料的强度和延展性能。
实验结果显示，高分子材料的拉伸强度和断裂伸长率与其结构和成分密切相关。
关键词：高分子材料、拉伸强度、断裂伸长率、材料性能评估引言：高分子材料具有广泛的应用领域，如塑料、橡胶、纤维等。
对于这些材料而言，其力学性能尤为重要，包括强度和延展性。
拉伸强度和断裂伸长率是评估高分子材料力学性能的重要参数，能够反映材料是否具有足够的强度和延展性。
因此，通过测定高分子材料的拉伸强度和断裂伸长率，可以评估其适用范围和质量。
实验方法：1.实验仪器与试样准备使用标准拉伸试验机，根据国际标准ASTM D638或GB 1040，选择合适的试样尺寸。
将试样制备成矩形条形，宽度为10 mm，厚度为约2 mm。
试样长度根据实际需要确定。
2.实验设定与操作将试样夹持在拉伸试验机上，并调整夹具，使试样处于合适的拉伸状态。
根据试样质量和试验要求，设定拉伸速度，在试验过程中保持恒定。
3.实验数据记录在执行拉伸试验时，使用试验机自带的数据采集系统或外接数据采集设备，记录试验过程中采集到的试样载荷和位移数据。
根据数据计算并记录试验过程中的应力和应变值。
4.数据处理根据试验数据计算最大拉伸力（F_max）和最断裂时的伸长率（ε_rupt）。
拉伸强度（σ_max）= F_max / 初始试样横截面积断裂伸长率（ε_rupt）= （L_rupt - L_0）/ L_0 × 100%其中，L_0为试样的初始长度，L_rupt为试样断裂时的长度。
5.实验重复与数据分析对同一批次的高分子材料进行多次试验，记录多组数据，并计算出平均值和标准差。
根据实验数据进行统计分析，评估材料的拉伸强度和断裂伸长率。
结果与讨论：通过多组实验数据分析，可以得出高分子材料的拉伸强度和断裂伸长率范围。
高分子材料性能测试实验报告
高分子材料性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在对常见的高分子材料进行性能测试，以深入了解其物理、化学和机械性能，为材料的选择和应用提供科学依据。
二、实验材料与设备1、实验材料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）2、实验设备电子万能试验机热重分析仪（TGA）差示扫描量热仪（DSC）硬度计冲击试验机三、实验原理1、拉伸性能测试高分子材料在受到拉伸力作用时，会发生形变。
通过测量材料在拉伸过程中的应力应变曲线，可以得到材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能指标。
2、热性能测试TGA 用于测量材料在加热过程中的质量损失，从而分析材料的热稳定性和组成成分。
DSC 则可以测量材料在加热或冷却过程中的热量变化，用于研究材料的相变温度、玻璃化转变温度等。
3、硬度测试硬度是衡量材料抵抗局部变形的能力。
硬度计通过压入材料表面一定深度，测量所施加的力来确定材料的硬度值。
4、冲击性能测试冲击试验机通过施加冲击载荷，测量材料在冲击作用下的吸收能量，评估材料的抗冲击性能。
四、实验步骤1、拉伸性能测试将高分子材料制成标准哑铃状试样。
安装试样到电子万能试验机上，设置拉伸速度和测试温度。
启动试验机，记录应力应变曲线。
2、热性能测试称取一定量的高分子材料样品，放入 TGA 和 DSC 仪器的样品盘中。
设置升温程序和气氛条件，进行测试。
3、硬度测试将试样平稳放置在硬度计工作台上。
选择合适的压头和试验力，进行硬度测量。
4、冲击性能测试制备标准冲击试样。
将试样安装在冲击试验机上，进行冲击试验。
五、实验结果与分析1、拉伸性能聚乙烯（PE）：拉伸强度较低，断裂伸长率较高，表现出较好的柔韧性。
聚丙烯（PP）：拉伸强度较高，断裂伸长率适中，具有一定的刚性和韧性。
聚苯乙烯（PS）：拉伸强度较高，但断裂伸长率较低，脆性较大。
聚氯乙烯（PVC）：拉伸强度和断裂伸长率因配方不同而有所差异。
2、热性能TGA 结果显示，不同高分子材料的热分解温度和分解过程有所不同。
实验三(一)拉伸强度测定
(3)环境温度、湿度及拉伸速度等对机械强 度有着非常重要的影响 。
4、由于不同的高分子材料，在结构上不同，表现为 应力-应变曲线的形状也不同。目前大致可归纳成5 种类型
▪ (a)的特点是软而弱。拉伸强
度低，弹性模量小，且伸长率 也不大，如溶胀的凝胶等。
t 按式(Ⅱ-3-1)计算：
t
P bd
（Ⅱ-3-1）
式中 t ——抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服
应力或偏置屈服应力，MPa；
P ——最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏置屈 服d ——试样厚度，mm。
各应力值在拉伸应力-应变曲线上的位置见图Ⅱ-36。
▪ 2、断裂伸长率 t
图Ⅱ-3-7 Ⅲ型试样夹具
万能材料试验机
1螺杆；2-调速手轮； 3-开关；4-下夹持器； 5-上夹持器；6-测力盘； 7-记录仪
实验步骤
▪ 1、调节试样状态和实验环境 ▪ 2、记录试样情况；作标志线，记录标志 ▪ 线情况。 ▪ 3、夹持试样 ▪ 4、选定速度进行实验，记录数据
实验记录与处理
▪ 1.拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服
▪ 2、仪器、设备
(1)实验机 任何能满足实验要求的、具有多种移 动速率的实验机均可使用。
实验机示值应在每级表盘满刻度的10%～90％之 间，不得小于实验机最大载荷的4％读取，示值的 误差应在±1％之内。电子拉力实验机按有关规定 执行。
(2)形变测量装置 测量误差应在土1％之内．
(3)夹具 实验夹具移动速度应符合规定要求。测量 Ⅲ型试样时，推荐使用图Ⅱ-3-7所示的专用夹 具．也可以使用能满足实验要求的其他夹具。
拉伸强度与断裂伸长率 冲击强度
试样编号 截面积 mm2 1 40 上屈服应力 下屈服应力 最大负荷点 最大负荷 N Mpa Mpa 强度 Mpa 33.603 最大负荷 点伸长率 断裂负荷 N 拉伸强度 Mpa 断裂负荷 点伸长率
3 4 5 6 平均值
40.000 40.000 40.000 40.000 40.000
最大负荷 点伸长率 % 15.541
断裂负荷 N
拉伸强度 Mpa
16.240 13.411 14.493 13.753 12.667 14.351
972.120 591.585 604.956 492.611 490.887 369.794 586.992
24.303 14.790 15.124 12.315 12.272 9.245 14.675
33.602 21.379 22.170 21.263 21.176 22.099 23.615
1409.202 883.498 934.196 872.155 924.505 920.098 99.355 21.084 23.113 23.002 24.645
22.305 21.359 21.120 22.109 23.647
33.602 21.379 22.170 21.263 21.176 22.099 23.615
1409.202 883.498 934.196 872.155 924.505 920.098 990.609
35.230 22.087 23.355 21.084 23.113 23.002 24.645
断裂负荷 点伸长率 % 320.996
251.890 393.789 262.837 251.822 186.894 278.038
拉伸实验
纯铝的塑性变形图象
脆断断口
加载方式与应力状态
σ
σ
τ
应力状态
应力状态
应力状态
轴向拉伸
轴向压缩
扭转
铸铁材料的压缩曲线
抗压强度约865MPa 抗压强度约585MPa
铸铁拉伸曲线
抗拉强度 约238MPa
压缩试件直径10mm 拉伸试件直径12mm
低碳钢（铸铁）压缩曲线
低碳钢
问题： 1低碳钢拉压 性能对比 2 铸铁拉压性 能对比
拉伸问题说明（1） －新旧实验标准符号对比
新标准 性能名称 断面收缩率 断后伸长率 屈服强度 上屈服强度 下屈服强度 规定非比例延伸 强度 抗拉强度 符号 Z A A11.3 － ReH ReL RP 例如：RP0.2 Rm 旧标准 性能名称 断面收缩率 断后伸长率 屈服点 上屈服点 下屈服点 规定非比例伸长 应力 抗拉强度 符号 Ψ δ5 δ10 σS σSU σSL σP 例如：σ σb
P0.2
拉伸新国家标准－GB228-2002
拉伸问题说明（2） －断口位置对断后延伸率影响及修正
试验报告要求
拉伸试验报告按实验教材P31拉伸试验报 告要求书写。其中第7题改为选作。 拉伸试验数据表格参考格式见网络学堂。 报告每人一份，独立完成。实验曲线一人 一份，附在试验报告后面。 报告在做“弹性常数测试实验”（教材P33） 时交。
纤维增强复合材料特性
σ 0º试件（加载与纤 维方向一致）
0º试件
90º试件 45 º试件
45º试件（加载与 纤维方向成45º） 90º试件（加载与纤维 方向垂直） ε 思考：各向异性，与金属材料区别，纤维增强效果？
玻璃纤维增强复合材料拉伸曲线
（玻璃纤维含量51％，基体为环氧树脂)
高分子材料分析与检测技术：拉伸性能
• （6）数据的记录
• 记录试验过程中试样承受的负荷及与之对应的标线间或夹具间距 离的增量。
• （7）试样数量
• 每个受试方向和每项性能应至少试验5个试样。如果需要精密度 更高的平均值，试样数量可多于5个。
推荐试验速度
100
L
• （3）标准偏差值按下式（5-4）计算
S
(Xi X)2
n 1
• 式中：S，标准偏差值；X i，单个测定值； X，组测定值的算术
平均值；n，测定个数。
• 计算结果以算术平均值表示，σt取三位有效数字，εt、S取二 位有效数字。
• 3．影响因素 • （1）试样的制备与处理 • 拉伸试验要求做成哑铃形试样; • 制样方式有两种：一是用原材料制样；另一种是从制品上直接取样。 • 用原材料制成试样有几种方法，包括模压成型、注塑成型、压延成型
L0 标距
50
±0.5
1A型试样为优先选用的直接模塑多
用途试样
L0 标距
50
1B试样为机加工试样。
公差 mm
+5~0
±0.2 ±0.2 ±0.2 ±0.5
四、测试步骤及影响因素 1．测试步骤 （1）试样准备 ➢ 试样上必须标出确定标距的标记。 ➢ 试样不能扭曲，成对的平行面间要相互垂直，表面和边沿不能有划痕、坑
或吹膜成型等; • 不同方法制样的试验结果不具备可比性; • 同一种制样方法，要求工艺参数和工艺过程也要相同; • 试样制备好后,要按GB/T 2918-1998标准，在恒温恒湿条件下放置
处理。
• （2）材料试验机 • 影响因素主要有:测力传感器精度、速度控制精度、夹具、同轴度和数据采集频率等。 • 测力传感器一般要求传感器的精度在0.5%以内。 • 拉伸速度要求平稳均匀,速度偏高或偏低都会影响拉伸结果。 • 试验机的同轴度不好,拉伸位移将偏大,拉伸强度有时将受到影响,结果偏小。 • （3）试验环境 • 影响塑料拉伸试验结果的因素主要是温度和湿度。GB/T 2918-1998规定,标准实
高分子材料的力学性能及表征方法
高分子材料的力学性能及表征方法聚合物的力学性能是高分子聚合物在作为高分子材料使用时所要考虑的最主要性能。
它牵涉到高分子新材料的材料设计，产品设计以及高分子新材料的使用条件。
因此了解聚合物的力学性能数据，是我们掌握高分子材料的必要前提。
聚合物力学性能数据主要是模量（E），强度（σ），极限形变（ε）及疲劳性能（包括疲劳极限和疲劳寿命）。
由于高分子材料在应用中的受力方式不同，聚合物的力学性能表征又按不同受力方式定出了拉伸（张力）、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、摩擦损耗等不同受力方式下的表征方法及相应的各种模量、强度、形变等可以代表聚合物受力不同的各种数据。
由于高分子材料类型的不同，实际应用及受力情况有很大的差变，因此对不同类型的高分子材料，又有各自的特殊表征方法、例纤维、橡胶的力学性能表征。
表征方法及原理（1）拉伸性能的表征用万能材料试验机，换上拉伸实验的样品夹具，在恒定的温度、湿度和拉伸速度下，对按一定标准制备的聚合物试样进行拉伸，直至试样被拉断。
仪器可自动记录被测样品在不同拉伸时间样品的形变值和对应此形变值样品所受到的拉力（张力）值，同时自动画出应力－应变曲线。
根据应力-应变曲线，我们可找出样品的屈服点及相应的屈服应力值，断裂点及相应的断裂应力值，样品的断裂伸长值。
将屈服应力，断裂应力分别除以样品断裂处在初制样时样品截面积，即可分别求出该聚合物的屈服强度σ屈和拉伸强度（抗张强度）σ拉值。
样品断裂伸长值除以样品原长度，即是聚合物的断裂伸长率ε。
应力－应变曲线中，对应小形变的曲线中（即曲线中直线部分）的斜率，即是聚合物的拉伸模量（也称抗张模量）E值。
聚合物试样拉伸断裂时，试样断面单维尺寸（厚或宽的尺寸）的变化值除以试样的断裂伸长率ε值，即为聚合物样品的“泊松比”（μ）的数值。
（2）压缩性能、弯曲性能、剪切性的表征。
用万能材料试验机，分别用压缩试验，弯曲试验，剪切试验的样品夹具，在恒定的温度、湿度及应变速度下进行不同方式的力学试验。
高分子材料测试方法
高分子材料测试方法一、引言高分子材料是指由重复结构单元组成的大分子化合物，具有广泛的应用领域。
为了确保高分子材料的质量和性能，需要进行各种测试方法的研究和开发。
本文将介绍一些常用的高分子材料测试方法。
二、物理性能测试1.密度测试密度是衡量高分子材料物理性能的重要指标之一。
通常使用比重计或密度计进行测量。
2.硬度测试硬度是指材料抵抗划伤或压缩变形的能力。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度等。
3.拉伸强度测试拉伸强度是指在拉伸过程中材料最大承受力。
该测试可通过万能试验机进行，通常以断裂点为结束点。
4.冲击韧性测试冲击韧性是指材料在受到冲击时不断裂或破碎的能力。
该测试可通过冲击试验机进行，通常以断裂点为结束点。
三、热学性能测试1.热膨胀系数测试热膨胀系数是指材料在温度变化时长度或体积的变化率。
该测试可通过热膨胀系数仪进行。
2.热导率测试热导率是指材料传递热量的能力。
该测试可通过热导率仪进行。
3.玻璃化转变温度测试玻璃化转变温度是指材料从固体状态转变为胶态状态的温度。
该测试可通过差示扫描量热仪进行。
4.分解温度测试分解温度是指材料在高温下开始分解的温度。
该测试可通过热重分析仪进行。
四、光学性能测试1.透明度测试透明度是指光线穿过材料时的能力。
该测试可通过透射光谱仪或反射光谱仪进行。
2.折射率测试折射率是指光线经过材料时偏离原来方向的程度。
该测试可通过折射计进行。
3.吸收系数测试吸收系数是指材料吸收光线的程度，通常使用紫外-可见吸收光谱法测定。
五、电学性能测试1.电阻率和电导率测试电阻率和电导率是衡量材料导电性能的指标。
该测试可通过四探针法或两探针法进行。
2.介电常数和介质损耗测试介电常数和介质损耗是指材料在电场作用下的响应能力。
该测试可通过介电恒定仪进行。
3.击穿强度测试击穿强度是指材料在电场作用下发生击穿的最大电场强度。
该测试可通过高压击穿试验机进行。
六、总结以上是一些常用的高分子材料测试方法，不同的测试方法可以衡量不同的物理、化学和机械性能。
(整理)高分子材料拉伸试验
第二种类型：图一中曲线3，恒速拉伸下载荷随伸长而增加，达到极大值后材料发生脆性断裂。出现这类曲线的材料有聚本乙烯（PS），增强聚碳酸脂（GFPC）。
材料：聚氯乙烯
聚酯薄膜
实验条件：试验环境热塑性材料为25±2℃，热固性材料为25±5℃，相对湿度 为65±5﹪。
实验原理图：
图一： 高分子材料的三种载荷—伸长曲线
试样示意图：
图二：L=110；C=25+0.5; b=6.5+0.1; W=25;
R1=14; R2=25; G0=25+0.2; H=76;
拉伸强度试验是指在规定的试验温度湿度及试验速度下，沿试样纵轴方向上施加静态拉伸载荷，致使试样破损时单位面积上所承受的最大载荷力来衡量的。通过载荷力和试样受载荷作用下对应的标距间见的变化量，即可求出拉伸强度断裂伸长率和弹性模量的值。
实验设备：
PDL系列微控拉力实验机包括：主机、微电脑采集系统和打印机。
3、操作过程：
1）接通主机电源，打开“电源”开关，预热20分钟。
2）拨动上夹持器制动手柄夹紧挂轴，将试样的一端平正垂直地夹在上夹持器中，将移动座上的开合螺母手柄向上提起，使移动座与丝杠脱开，握住移动座操作纵手柄，使其停止上合适位置，将另一断平正地夹在下夹持器中，将伸长自动跟踪夹分别夹在25mm标距线上，再将上夹持器制动手柄恢复原位，使上夹持器能摆动，使其处于自由状态。
实验原理：
相对分子质量大于10000以上的有机化合物称为高分子材料，它是由许多小分子聚合而得到的，故又称为聚合物或高聚物。不同类别的高分子材料在拉伸过程中，其载荷—伸长曲线大致可分为三种类型，见图一。
高分子材料性能测试
熔体流动速率仪
材料名 称 PA
PP PS AS ABS PC
数据
32 6 2 28 14 7
四，维卡软化温度
维卡软化温度（Vicat Softening Temperature）是将热塑性 塑料放于液体传热介质中，在一定的负荷和一定的等速升温条 件下，试样被1平方毫米的压针头压入1毫米时的温度，对应的 国标是GB1633-79（目前已被GB/T 1633-2000所代替）;维 卡软化温度是评价材料耐热性能，反映制品在受热条件下物理 力学性能的指标之一。材料的维卡软化温度虽不能直接用于评 价材料的实际使用温度，但可以用来指导材料的质量控制。维 卡软化温度越高，表明材料受热时的尺寸稳定性越好，热变形 越小，即耐热变形能力越好，刚性越大，模量越高 。
马弗炉
测定灰分的意义非 常重要，灰分可能 是医疗器械中热原 的重要来源
六，硬度
表示材料抗穿透、耐磨和抗划痕等综合性能的一个尺度。根据测 试仪器不同分为邵氏硬度、洛氏硬度、巴氏硬度等。 邵氏硬度：测定弹性体和热塑性软塑料的穿透硬度。 洛氏硬度：按照不同的标度顺序号测定硬度，这些标度号与所用 的球形压针的大小相对应。 巴氏硬度: 以特定的压头在标准弹簧的压力作用下压入试样，以压 痕的深浅来表征式样的硬度，压痕深度为零时表头读数为100. 划痕硬度：可按莫斯（Mohs）标度测定，莫斯标度范围从云母的 1到金刚石的10，也可用一种特定硬度的笔进行划痕测定。
X射线衍射：鉴别聚合物是否结晶、结晶类别、结 晶度，聚合物鉴定；
拉曼光谱：用于研究聚合物的微结构，如碳-碳双 键的伸展震动。
热分析
➢ 原理：是通过定量检测热量变化来表征物质理 或化学性能变化过程的。
关于材料的拉伸实验
实验二材料的拉伸实验概述常温、静载下的轴向拉伸试验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。
通过拉伸试验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。
这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。
一、金属的拉伸实验（一）实验目的1.测定低碳钢的屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z。
2.测定铸铁的抗拉强度Rm。
3.观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（F─曲线）。
4.分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征。
（二）实验原理依据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸实验方法》分别叙述如下：1.低碳钢试样。
在拉伸试验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图1示的F—ΔL曲线。
图中最初阶段呈曲线，是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。
分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点，作为其坐标原点。
拉伸曲线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系，可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。
但同一种材料的拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。
为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点便于比较，以消除试样几何尺寸的影响，可将拉F a－比例伸长力；F c－弹性伸长力；F su－上屈服力；F sl－下屈服力；F b－最大力；F f－断裂力；－断裂后塑性伸长；－弹性伸长；图1碳钢拉伸曲线伸曲线图的纵坐标（力F）除以试样原始横截面面积S,并将横坐标（伸长ΔL）除以试样的原始标距L0得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力－应变曲线或R—曲线，如图2示。
从曲线上可以看出，它与拉伸图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。
拉伸试验过程分为四个阶段，如图1、图2所示。
（1）弹性阶段OC。
在此阶段中的OA段拉力和伸长成正比关系，表明钢材的应力与应变为线性关系，完全遵循虎克定律，如图2示。
聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定实验报告
聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定实验报告1. 实验目的（1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件和测试原理。
（2）掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。
（3）考察拉伸速度对聚合物力学性能的影响。
2. 实验原理拉伸试验是在规定的试验温度、试验速度和湿度条件下，对标准试样沿其纵轴方向施加拉伸载荷，直到试样被拉断为止。
基本公式：00L L L -=ε （2－1） 0A F=σ （2－2） )(000L L A FL E -==εσ （2－3） 式中，ε伸长率即应变；σ为应力；L 为样品某时刻的伸长；0L 为初始长度；0A 为初始横截面积；F 为拉伸力；E 为拉伸模量。
3. 拉伸样条试样形状拉伸试样共有4种类型：Ⅰ型试验样(双铲型)，见图2－1（a ），II 型试样(哑铃型)，见图2－1(b)，III 型试样(8字型)，见图2－1(c)，IV 型试样(长条型)，见图2－1(d)。
图2－1(a) I 型试样 图2－1(b) II 型试样图2－1(c) III 型试样图2－(d) IV型试样不同类型的试样有不同的尺寸公差，具体见表2－1、表2－2、表2－3和表2－4。
表2－1 I型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm 公差/mmL 总长度（最小）150 -H 夹具间距离115 ±5.0C 中间平行部分长度60 ±0.5G0 标距（或有效部分）50 ±0.5W 端部宽度20 ±0.2D 厚度 4 -B 中间平行部分宽度10 ±0.2R 半径（最小）60 -表2－2 II型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm 公差/mmL 总长度（最小）110 -C 中间平行部分长度9.5 ±2.0d0 中间平行部分厚度 3.2d1 端部厚度 6.5W 端部宽度45 -b 中间平行部分宽度25 ±0.4R0 端部半径 6.5 ±1.0R1 表面半径75 ±2.0R2 侧面半径75 ±2.0表2－3 III型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm 公差/mmL 总长度（最小）115 -H 夹具间距离80 ±5.0C 中间平行部分长度33 ±2.0G0 标距（或有效部分）25 ±0.2W 端部宽度25 ±0.2d 厚度 2 -b 中间平行部分宽度 6 ±0.2R0 小半径14 ±0.2R1 大半径25 ±0.2表2－4 IV型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm 公差/mmL 总长度（最小）250 -H 夹具间距离170 ±5.0G0 标距（或有效部分）100 ±0.5W 宽度25 ±0.5L1 加强片间长度150 ±5.0L2 加强片最小长度50 -d0 厚度2～10 -d1 加强片厚度3～10 -D2 加强片5o～30o -θ加强片角度- -聚合物的拉伸性能可通过其应力－应变曲线来分析，典型的聚合物拉伸应力－应变曲线如图2－1（左）所示。
拉伸强度测试标准
拉伸强度测试标准拉伸强度测试是衡量材料在拉伸加载下的抗拉性能的重要指标，对于各种材料的研究和生产具有重要意义。
本文将介绍拉伸强度测试的标准，以及测试方法和注意事项。
首先，拉伸强度测试的标准主要包括国际标准和行业标准。
国际标准主要有ISO、ASTM等，而行业标准则根据不同行业的特点和需求而定制。
在进行拉伸强度测试时，需要根据具体的材料类型和使用领域选择相应的标准进行测试，以保证测试结果的准确性和可比性。
其次，拉伸强度测试的方法包括静态拉伸测试和动态拉伸测试两种。
静态拉伸测试是指在恒定加载速率下进行的拉伸测试，可以得到材料的拉伸强度和断裂伸长率等指标；而动态拉伸测试则是在变化加载速率下进行的测试，可以得到材料在不同加载速率下的拉伸性能。
在进行测试时，需要根据具体的测试要求和标准选择合适的测试方法，并严格按照标准操作，以确保测试结果的准确性和可靠性。
另外，进行拉伸强度测试时需要注意一些事项。
首先是样品的制备，需要根据标准要求选择合适的样品尺寸和形状，并进行精确的加工和制备；其次是测试设备的选择和校准，需要选择符合标准要求的测试设备，并定期进行校准和维护；最后是测试环境的控制，需要保证测试环境的稳定性和一致性，以消除外界因素对测试结果的影响。
总之，拉伸强度测试是衡量材料抗拉性能的重要手段，对于各种材料的研究和生产具有重要意义。
在进行测试时，需要选择合适的标准和方法，并注意样品制备、测试设备选择和校准，以及测试环境的控制。
只有这样，才能得到准确可靠的测试结果，为材料的研究和应用提供可靠的数据支持。
高分子材料专业实验-高分子材料性能测试
高分子材料性能测试拉伸实验实验目的①熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、测试原理及其操作②了解测试条件对测定结果的影响实验原理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）、在拉伸应力～应变曲线上屈服点处的应力（拉伸屈服应力）、应力～应变曲线偏离直线性达规定应变百分数（偏置）时的应力（偏置屈服应力）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。
以百分率表示）。
实验步骤①试样的状态调节和实验环境按GB2918规定进行。
②测试样件中间平行部分的宽度和厚度,精确到0.01㎜.Ⅱ型试样中间平行部分的宽度,精确至0.05㎜。
每个试样测量三点,取算数平均值。
③在试样中间平行部分做标线示明标距,此标线对测试结果不应有影响.。
④夹持试样,夹具夹持试样时,要是试样纵轴与上、下夹具中间连线相重合，并且要松紧适宜,以防止试样滑脱或断在夹具内。
⑤选定试验速度,进行实验。
⑥记录屈服时的负荷,或断裂负荷及标距间伸长。
若试验断裂在中间平行部分之外时,此试样作废,另取试样补做。
实验试样本实验采用的是PS(燕山石化666D)实验设备实验机：数字化电子万能试验机型号3010 深圳瑞格尔公司实验数据I思考题1.分析试样断裂在先的外在原因。
答：试样断裂在先的外在原因有：①试样本身存在缺陷，产生了气泡，试样内杂质的分布也不不均匀；②安装的误差，浇口位置处造成断裂.。
2.拉伸速度对测试结果有何影响？答：拉伸速度过快，冲击强度变大，断裂会较早发生；拉伸速度过慢，分子发生取向，断裂将较晚发生。
3.同样是PS材料，为什么测定的拉伸性能（强度、断裂伸长率、模量）有差异？答：因为PS材料本身品质不同，多多少少存在缺陷，各材料的内部杂质分布不均匀，材料内部有起泡等方面也就有所不同。
1高分子材料拉伸强度及断裂伸长率测定
1⾼分⼦材料拉伸强度及断裂伸长率测定实验1 ⾼分⼦材料拉伸强度及断裂伸长率测定⼀、实验⽬的通过实验了解聚合物材料应⼒—应变曲线特点、试验速度对应⼒—应变曲线的影响、拉伸强度及断裂伸长率的意义，熟悉它们的测试⽅法；并通过测试应⼒—应变曲线来判断不同聚合物的⼒学性能。
⼆、实验原理为了评价聚合物材料的⼒学性能，通常⽤等速施⼒下所获得的应⼒—应变曲线来进⾏描述。
所谓应⼒是指拉伸⼒引起的在试样内部单位截⾯上产⽣的内⼒；⽽应变是指试样在外⼒作⽤下发⽣形变时，相对其原尺⼨的相对形变量。
不同种类聚合物有不同的应⼒—应变曲线。
等速条件下，⽆定形聚合物典型的应⼒—应变曲线如图1所⽰。
图中的α点为弹性极限，σα为弹性（⽐例）极限强度，εα为弹性极限伸长。
在α点前，应⼒—应变服从虎克定律：σ=?ε式中σ——应⼒，MPa；ε——应变，%；Ε——弹性（杨⽒）模量（曲线的斜率），MP 。
曲线斜率E反映材料的硬性。
Y称屈服点，对应的σy和εy称屈服强度和屈服伸长。
材料屈服后，可在t点处，也可在t′点处断裂。
因⽽视情况，材料断裂强度可⼤于或⼩于屈服强度。
εt（或εt′）称断裂伸长率，反映材料的延伸性。
从曲线的形状以及σt和εt的⼤⼩，可以看出材料的性能，并借以判断它的应⽤范围。
如从σt的⼤⼩，可以判断材料的强与弱；⽽从εt的⼤⼩，更正确地讲是从曲线下的⾯积⼤⼩，可判断材料的脆性与韧性。
从微观结构看，在外⼒的作⽤下，聚合物产⽣⼤分⼦链的运动，包括分⼦内的键长、键⾓变化，分⼦链段的运动，以及分⼦间的相对位移。
沿⼒⽅向的整体运动（伸长）是通过上述各种运动来达到的。
由键长、键⾓产⽣的形变较⼩（普弹形变），⽽链段运动和分⼦间的相对位移（塑性流动）产⽣的形变较⼤。
材料在拉伸到破坏时，链段运动或分⼦位移基本上仍不能发⽣，或只是很⼩，此时材料就脆。
若达到⼀定负荷，可以克服链段运动及分⼦位移所需要的能量，这些运动就能发⽣，形变就⼤，材料就韧。
如果要使材料产⽣链段运动⽤分⼦位移所需要的负荷较⼤，材料就较强及硬。
（完整版）高分子材料的拉伸性能.doc
（完整版）高分子材料的拉伸性能.doc《高分子材料的拉伸性能测试》实验指导书一、实验目的1、测试热塑性塑料拉伸性能。
2、掌握高分子材料的应力—应变曲线的绘制。
4、了解塑料抗张强度的实验操作。
二、实验原理拉伸试验是材料最基本的一种力学性能试验方法，可以得到材料的各种拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力 -应变曲线等。
拉伸试验是指在规定的温度、湿度和试验速度下，在试样上沿纵轴方向施加拉伸载荷使其破坏，此时材料的性能指标如下：1.拉伸强度为：(1)式中σ -- 拉伸强度， MPa;P--- 破坏载荷（或最大载荷)，N;b--- 试样宽度， cm;h--- 试样厚度， cm.2. 拉伸破坏 ( 或最大载荷处 ) 的伸长率为：(2)式中ε ---试样拉伸破坏(或最大载荷处)伸长率，%;L0- 破坏时标距内伸长量， cm;L0--- 测量的标距，cm,3.拉伸弹性模量为：(3)式中E t---拉伸弹性模量，MPa；P—荷载-变形曲线上初始直线段部分载荷量，N；L0—与载荷增量对应的标距内变形量，cm。
4. 拉伸应力- 应变曲线如果材料是理想弹性体，抗张应力与抗张应变之间的关系服从胡克定律，即：σ= E ε式中: E－杨氏模量或拉伸模量；σ－应力；ε－应变聚合物材料由干本身长链分子的大分子结构持点，使其具有多重的运动单元，因此不是理想的弹性体，在外力作用下的力学行为是一个松弛过程，具有明显的粘弹性质。
拉伸试验时因试验条件的不同，其拉伸行为有很大差别。
起始时，应力增加，应变也增加，在A 点之前应力与应变成正比关系，符合胡克定律，呈理想弹性体。
A点叫做比例极限点。
超过A点后的一段，应力增大，应变仍增加，但二者不再成正比关系，比值逐渐减小；当达到Y点时，其比值为零。
Y点叫做屈服点。
此时弹性模最近似为零，这是一个重要的材料持征点。
对塑料来说，它是使用的极限。
如果再继续拉伸，应力保持不变甚至还会下降，而应变可以在一个相当大的范围内增加，直至断裂。
高分子材料典型力学性能测试实验
《高分子材料典型力学性能测试实验》实验报告实验序号：实验项目名称：机械性能测试学号姓名专业班级实验地点指导教师实验时间在这一实验中将选取两种典型的高分子材料力学测试实验，即拉伸实验及冲击试验作为介绍。
实验一：高分子材料拉伸实验一、实验目的（1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、测试原理及其操作，了解测试条件对测定结果的影响。
（2）通过应力—应变曲线，判断不同高分子材料的性能特征。
二、实验原理在规定的实验温度、湿度和实验速率下，在标准试样（通常为哑铃形）的两端沿轴向施加载荷直至拉断为止。
拉伸强度定义为断裂前试样承受最大载荷与试样的宽度和厚度的乘积的比值。
实验不仅可以测得拉伸强度，同时可得到断裂伸长率和拉伸模量。
玻璃态聚合物在拉伸时典型的应力-应变曲线如下：1）弹性形变。
在Y 点之前，应力随应变正比增加，从直线斜率可以求出氏模量E。
从分子机理看，这阶段的普弹性行为主要是由高分子的键角、键长变化引起。
2）屈服。
应力在Y 点达到极大值，这点称为屈服点，其应力称为屈服应力。
3）强迫高弹形变（大形变）：过了Y 点应力反而降低。
这是由于在大的外力帮助下，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。
运动本质与橡胶的高弹态一样，只不过是在外力作用下发生的，为了与普通高弹形变区分，通常称为强迫高弹形变。
这一阶段加热可恢复。
4）应变硬化。
继续拉伸，分子链取向排列，使硬度提高，需更大的力才能形变。
5）断裂。
达到B 点时，材料断裂，断裂对应的应力B 即抗强度；断裂时的应变又称为断裂伸长率。
直至断裂，整条曲线所包围的面积S 相当于断裂功。
结晶态聚合物拉伸时的应力-应变曲线，也同样经历了五个阶段，除了模量和屈服应力较大外，其主要特点是细颈化和冷拉。
所谓细颈化是指试样在一处或几处薄弱环节首先变细，此后细颈部分逐渐缩短，直至整个试样变细为止。
由于是在较低温度下出现的不均匀拉伸，所以又称为冷拉。
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）。
pmma的极限拉伸强度
pmma的极限拉伸强度PMMA是聚甲基丙烯酸甲酯的缩写，也被称为亚克力或有机玻璃。
它是一种高分子聚合物，具有优异的透明度、机械强度和耐候性。
在工程应用中，PMMA常用于制作透明的构件、光学器件、装饰品等。
在实际使用过程中，了解PMMA的极限拉伸强度是非常重要的。
下面将介绍一些与PMMA极限拉伸强度相关的内容。
1. PMMA的物理性质：在了解PMMA的极限拉伸强度之前，首先需要了解其物理性质。
PMMA具有高透明度、低比重、低吸湿性和良好的光学性能。
此外，PMMA还具有优良的机械强度、热稳定性和电绝缘性能。
2. PMMA极限拉伸强度的测定方法：PMMA极限拉伸强度是指在极限条件下，PMMA材料在拉伸过程中所能承受的最大力值。
常用的测定方法有拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等。
其中，拉伸试验是最常用的方法，通过施加力使样品发生拉伸变形，并记录下力和变形的关系，从而确定极限拉伸强度。
3. PMMA极限拉伸强度的影响因素：PMMA极限拉伸强度受多种因素的影响，如材料的分子结构、制备工艺、温度、湿度等。
例如，PMMA的分子量越高，极限拉伸强度也越高。
同时，材料的加工工艺也会对极限拉伸强度产生影响，如注塑、挤出、压延等。
4. PMMA与其他材料的对比：在工程应用中，通常将不同材料的极限拉伸强度进行对比，以选择合适的材料用于特定的应用领域。
与其他常见塑料材料相比，PMMA具有较高的极限拉伸强度。
例如，与聚乙烯相比，PMMA的极限拉伸强度要高出数倍，使其在一些需要较高强度的应用中具有优势。
5. PMMA的应用领域：PMMA广泛应用于各个领域，如建筑、汽车、电子、光学等。
在建筑领域，PMMA常用于制作透明的天窗、采光罩、广告牌等。
在汽车领域，PMMA被用于制作车灯罩、车窗等。
在电子领域，PMMA可用于制作液晶显示器面板、光纤传输器件等。
在光学领域，PMMA被用作制作眼镜镜片或光学透镜等。
综上所述，PMMA的极限拉伸强度是指在极限条件下，PMMA材料在拉伸过程中所能承受的最大力值。
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实验1 高分子材料拉伸强度测定
一、实验目的
1、测定聚丙烯材料的屈服强度、断裂强度和断裂伸长，并画应力—应变曲线；
2、观察结晶性高聚物的拉伸特征；
3、掌握高聚物的静载拉伸实验方法。
二、实验原理
1、应力—应变曲线
本实验是在规定的实验温度、湿度及不同的拉伸速度下，在试样上沿轴向方向施加静态拉伸负荷，以测定塑料的力学性能。
拉伸实验是最常见的一种力学实验，由实验测定的应力—应变曲线，可以得出评价材料性能的屈服强度，断裂强度和断裂伸长率等表征参数，不同的高聚物，不同的测定条件，测得的应力—应变曲线是不同的。
结晶性高聚物的应力—应变曲线分三个区域，如图1所示。
（1）OA段曲线的起始部分，近似直线，属普弹性变形，是由于分子的键长、键角以及原子间的距离改变所引起的，其形变是可逆的，应力与应变之间服从胡克定律。
即：
σ=Έε
式中σ——应力，MPa；
ε——应变，%；
Ε——弹性模量，MP 。
A为屈服点，所对应力屈服应力或屈服强度。
（2）BC段到达屈服点后，试样突然在某处出现一个或几个“细颈”现象，出现细颈现象的本质是分子在该自发生取向的结晶，该处强度增大，拉伸时细颈不会变细拉断，而是向两端扩展，直至整个试样完全变细为止，此阶段应力几乎一变，而变形增加很大。
（3）CD段被均匀拉细后的试样，再长变细即分子进一步取向，应力随应变的增大而
增大，直到断裂点D，试样被拉断，D点的应力称为强度极限，即抗拉强度或断裂强度σ，是材料重要的质量指标，其计算公式为：
σ=P/（b×d） (MPa)
式中P——最大破坏载荷，N；
b——试样宽度，mm；
d——试样厚度，mm；
断裂伸长率ε是试样断裂时的相对伸长率，ε按下式计算：
ε=（F-G）/G×100%
式中 G——试样标线间的距离，mm；
F——试样断裂时标线间的距离，mm。
三、实验设备、用具及试样
1、电子式万能材料试验机WDT-20KN。
2、游标卡尺一把
3、聚丙烯（PP）标准试样6条，拉伸样条的形状（双铲型）如图2所示。
L——总长度（最小），150mm；
b——试样中间平行部分宽度，10±0.2mm；
C——夹具间距离，115mm；
d——试样厚度，2~10mm；
G——试样标线间的距离，50±0.5mm；
h——试样端部宽度，20±0.2mm；
R——半径，60mm。
四、实验步骤
准备两组试样，每组三个样条，且用一种速度，A组25mm/min，B组5mm/min。
1、熟悉万能试验机的结构，操作规程和注意事项。
2、用游标卡尺量样条中部左、中、右三点的宽度和厚度，精确到0.02mm，取平均值。
3、实验参数设定
接通电源，启动试验机按钮，启动计算机；
双击桌面上“MCGS环境”进入系统主界面；分别点击“试验编号”、“试样设定”、“试样参数”、“测试项目”等按扭，设定参数。
设定试验编号；注意试验编号不能重复使用；
试样设定：
试验类型：拉伸
横梁方向：向上
横梁速度：5或25mm/min
变形测量：横梁位移
试验结束条件：当负荷降到20%（最大）时
传感器选择：下空间20000N
曲线选择：负荷-形变；
设定试样参数：板材宽度厚度
标距：50
每批数量： 3；
测试项目：最大负荷点、破裂点、断裂伸长率；
装夹试样：点击黄色三角形升降键将横梁运行到适当的位置，夹好试样；
4、试验：点击负荷清零和变形清零，点击开始试验，进行拉伸试验，观察拉伸过程的变形特征，直到试样断裂为止，记录试验数据；
5、结果分析：点击主界面的“分析”，进入曲线分析界面，手动分析时，在分析结果区域中用鼠标左键双可击对应的字母，然后在对应的曲线处单击，便可显示对应的数据，要想取消某一分析点，可在分析结果区域中，用鼠标左键双击对应的字母，然后双击鼠标右键即可；
6、改变速度，重复做第二组试样。
五、实验注意事项
1、实验前要认真预习，集中精神听指导讲解，操作试验机时，认真细致，注意安全。
2、同组同学要分工协作，每人负责一项内容，有计算的要轮换。
六、实验报告要求
1、简述实验原理。
2、明确操作步骤和注意事项。
3、做好原始记录。
4、详细记录拉伸过程中观察到的现象，结合学过的理论知识分析现象产生原因（包括变形情况，表面及颜色变化，断裂情况及断面牲等）。
七、预习要求
1、搞清实验原理；
2、了解万能试验机结构，操作规程及注意事项（来实验室进行）。
3、写好预习报告，准备记录表格。
八、实验记录参考表格
实验名称：实验设备名称及型号规格
思考题
1、对于哑铃形试样如何使试样在拉伸时在有效部分断裂？
2、一般塑料的拉伸强度为多少？。