试验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。
高分子材料拉伸试验
高分子材料拉伸试验一、实验目的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；观察结晶性高聚物的拉伸特征；掌握高聚物的静载拉伸实验方法。
∙∙∙二、实验原理应力—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=Eε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断，是材料重要的质量指标，其计算公式为：σ断=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断是试样断裂时的相对伸长率，ε断按下式计算：ε断=（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 。
实验设备、用具及试样电子式万能材料试验机WDT-20KN 。
游标卡尺一把聚丙烯（PP ）标准试样6条，拉伸样条的形状（双铲型）如图2所示。
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。
聚氨酯拉拔实验结果
聚氨酯拉拔实验结果摘要：1.聚氨酯拉拔实验的背景和意义2.聚氨酯拉拔实验的基本方法和步骤3.聚氨酯拉拔实验的结果分析4.聚氨酯拉拔实验的应用和影响正文：聚氨酯拉拔实验是一种测试材料拉伸强度和韧性的实验方法，通过该实验可以了解聚氨酯材料的抗拉强度、抗拉极限和断裂伸长率等性能指标。
在众多领域中，聚氨酯材料因其优异的性能而被广泛应用，如建筑外墙保温、汽车内饰、家具制造等。
本文将针对聚氨酯拉拔实验结果进行分析，探讨其应用和影响。
一、聚氨酯拉拔实验的背景和意义聚氨酯是一种由异氰酸酯和聚醚多元醇通过化学反应形成的高分子材料，具有优异的耐磨性、耐腐蚀性、耐老化性和抗拉强度等性能。
在实际应用中，聚氨酯材料的质量和性能直接影响到产品的使用寿命和性能。
因此，聚氨酯拉拔实验应运而生，旨在为聚氨酯材料的生产和应用提供可靠的性能数据。
二、聚氨酯拉拔实验的基本方法和步骤聚氨酯拉拔实验通常按照以下步骤进行：1.试样制备：从聚氨酯材料中切割出规定尺寸的试样，并进行编号。
2.试验设备：拉拔试验机，用于测试试样的拉伸强度和断裂伸长率。
3.拉拔实验：将试样装夹到拉拔试验机上，按照规定的速度进行拉伸试验。
在试验过程中，记录试样的伸长量和拉力。
4.数据处理：根据试验数据，计算聚氨酯材料的拉伸强度、抗拉极限和断裂伸长率等性能指标。
三、聚氨酯拉拔实验的结果分析聚氨酯拉拔实验的结果主要包括拉伸强度、抗拉极限和断裂伸长率等性能指标。
这些指标可以反映聚氨酯材料的质量和性能，为聚氨酯材料的选用和设计提供重要依据。
1.拉伸强度：聚氨酯材料的拉伸强度是指材料在拉伸状态下能承受的最大拉力。
一般来说，拉伸强度越高，材料的抗拉性能越好。
2.抗拉极限：抗拉极限是指聚氨酯材料在拉伸状态下能够承受的最大应力。
当应力超过抗拉极限时，材料会发生断裂。
3.断裂伸长率：断裂伸长率是指聚氨酯材料在断裂时能够伸长的最大距离与原始长度之比。
断裂伸长率越高，说明材料的韧性越好。
四、聚氨酯拉拔实验的应用和影响聚氨酯拉拔实验的结果在聚氨酯材料的选用、设计和生产过程中具有重要作用，可以有效保证产品质量和性能。
高分子材料静拉伸力学性能
§2.1 引言
§2.2 静拉伸试验
§2.3 弹性变形
§2.4 塑性变形 §2.5 材料的断裂
2.1 前言
1、拉伸性能: 通过拉伸试验可测材料的弹性、强度、延性、应变硬化 和韧度等重要的力学性能指标，它是材料的基本力学性能。 2、拉伸性能的作用、用途： a.在工程应用中，拉伸性能是结构静强度设计的主要依据 之一。 b.提供预测材料的其它力学性能的参量，如抗疲劳、断裂 性能。 （研究新材料，或合理使用现有材料和改善其力学性能时， 都要测定材料的拉伸性能）
对于脆性材料和不形成颈缩的塑性材料，其拉伸 最高载荷就是断裂载荷，因此，其抗拉强度也代表断 裂抗力。 对于形成颈缩的塑性材料，其抗拉强度代表产生 最大均匀变形的抗力，也表示材料在静拉伸条件下的 极限承载能力。
3. 实际断裂强度
拉伸断裂时的载荷除以断口处的真实截面 面积所得的应力值称为实际断裂强度Sk。 在这里采用的时试样断裂时的真实界面面 积，Sk也是真是应力，其意义是表征材料对断 裂的抗力，因此有时也称为断裂真应力。
a.
b. 弹性极限
试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为 标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力值为弹性极 限，用σe表示，超过σe时，即认为材料开始屈服。 上述二定义并非完全相等，有的材料，如高强度 晶须，可以超出应力应变的线性范围，发生较大的弹 性变形。橡胶材料可以超过比例极限发生较大的变形 后仍能完全恢复，而没有任何永久变形。 工程上之所以区分它们，是因为有些设计，如火 炮筒材料，要求有高的比例极限，而弹簧材料则要求 有高的弹性极限。
2.2.5、真应力－真应变曲线
• S＝F/A (瞬时真应力） • de ＝dL/L (应变的微分增量），则试棒自L0伸长 至L后，总的应变量为： e ＝∫0e de ＝ ∫ L0 L dL/L ＝InL/ L0 式中的e为真应变。于是，工程应变与真应变之 间的关系为： e ＝InL/ L0 ＝In(1＋ε) 显然，真应变总小于工程应变，且变形量越大， 二者的差距越大。 假定材料的拉伸变形是等体积变化的，则真应 力与工程应力之间有如下关系：S ＝σ(1 ＋ε) 这说明真应力S大于工程应力σ。
试验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=Έε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。
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
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。
关于材料的拉伸实验
关于材料的拉伸实验拉伸实验是材料力学测试中的一项重要试验，通常用于测试材料的力学性能，如材料的拉伸强度、屈服强度、延伸率等。
这种实验是通过在材料的两端施加外力，逐渐增加材料上的拉力，并记录材料的长度随着拉力的增加而产生的变化程度。
本文将介绍拉伸实验的背景、目的和原理，同时阐述实验的流程和相关数据的处理以及实验的应用领域。
一、背景材料力学是材料科学的一个重要分支，研究材料的载荷变形规律和破坏机理。
对于材料的拉伸强度、屈服强度和断裂强度等力学性能的了解，有助于工程师和科学家设计材料和结构，并制定相应的安全标准和规则。
二、目的拉伸试验的主要目的是测试材料的几个重要参数，这些参数对于材料的设计、生产和使用都具有一定的重要性。
重要参数包括：1.拉伸强度：即在断裂前的最大拉力，通过这种实验，我们可以测量材料的受力极限。
2.屈服强度：即在材料发生变形时，承受应力的能力。
通过屈服强度，我们可以描述材料在拉伸过程中的最大强度。
3.伸长率：即在拉伸过程中，材料长度的变化百分比。
通过伸长率，我们可以测量材料的可塑性，从而推断该材料的适用范围和使用情况。
三、原理拉伸测试的原理是在固定的温度和湿度条件下，将原始材料进行压制和拉伸，测量材料在不同拉伸程度下的拉力和相应的变形（伸长）。
在拉伸过程中，材料的负荷和长度均逐渐增加，直到材料产生破坏为止。
通过拉力和变形的测量，可以根据材料的荷载-滞后图推导出拉伸强度、屈服强度、伸长率和拉伸模量等力学性质。
通过拉伸测试，可以了解材料的强度、刚度、延展性等特性，从而确定其最佳应用领域和工作环境。
四、实验流程拉伸实验需要在实验室或专业的测试中心进行，而且需要使用专业的试验设备。
在进行实验之前，需要准备一些样本，保证其相同的形状、大小和工艺。
下面是实验的基本流程：1. 样本准备：选择合适的材料，切割成标准的形状和尺寸，根据国际标准处理表面。
2.测试：将样本固定到拉伸试验机的测试夹具上，然后开始施加负荷，逐渐增加材料受力，直到发生材料破裂。
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。
材料的拉伸试验报告
材料的拉伸试验报告一、实验目的1.进一步熟悉电子万能实验机操作以及拉伸实验的基本操作过程；2.通过橡胶材料的拉伸实验，理解高分子材料拉伸时的力学性能，观察橡胶拉伸时的变形特点，测定橡胶材料的弹性模量E，强度极限σb，伸长率δ和截面收缩率Ψ二、实验设备1.WDW3050型50kN电子万能实验机；2.游标卡尺；3.橡胶材料试件一件。
三、实验原理拉伸橡胶试件时，实验机可自动绘出橡胶的拉伸应力-应变曲线。
图中曲线的最初阶段会呈曲线，这是由于试样头部在夹具内有滑动及实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。
橡胶的拉伸只有弹性阶段。
拉伸曲线可以直观而又比较准确地反映出橡胶拉伸时的变形特征及受力和变形间的关系。
橡胶拉伸时，基本满足胡克定律，在应力-应变曲线上大致为一段直线，因此可以用这一段直线的斜率tanα来表示弹性模量E。
为了更准确地计算出弹性模量的值，可以用Matlab对比例极限内的数据进行直线拟合，得到拟合直线的斜率，即为弹性模量的值。
四、实验过程1.用游标卡尺测量橡胶试件实验段的宽度h和厚度b，并标注一个20mm的标距，并做记录；2.打开实验机主机及计算机等实验设备，安装试件；3.打开计算机上的实验软件，进入实验程序界面，选择联机，进行式样录入和参数设置，输入相关数据并保存；4.再认真检查试件安装等实验准备工作，并对实验程序界面上的负荷、轴向变形和位橡胶材料拉伸实验报告移进行清零，确保没有失误；、5.点击程序界面上的实验开始按钮，开始实验；6.试件被拉断后，根据实验程序界面的提示，测量相关数据并输入，点击实验结束；7.从实验程序的数据管理选项中，调出相关实验数据，以备之后处理数据使用。
五、实验注意事项1.在实验开始前，必须检查横梁移动速度设定，严禁设定高速度进行实验。
在实验进行中禁止在▲、▼方向键之间直接切换，需要改变方向时，应先按停止键；2.安装试件时，要注意不能把试件直接放在下侧夹口处，而是应该用手将试件提起，观察夹口下降的高度是否合适，之后再将试件夹紧、固定；3.横梁速度v=10m/s，最大载荷为500N，最大位移400mm；4.实验过程中不能点“停止”，而是“实验结束”，否则将不能保存已经产生的数据；5.安装试件时横梁的速度要调整好，不能太快，试件安装完成后，要确认横梁是否停止运动，以免造成事故。
西安交通大学材料力学性能实验报告—高分子材料拉伸实验
试样示意图
L=110；C=25± 0.5；b=6.5± 0.1；W=25； R1=14；R2=25；G0=25± 0.2；H=76；
实验初始数据记录及处理结果 1. 实验拉伸图及数据（见附页） 2. 数据处理 对于聚酯薄膜： 屈服强度 Rp0.2=27.1MPa； 屈服点伸长率 δp0.2=4.8%； 断裂强度 Rm=31.9MPa； 断裂点伸长率 δm=771.2%； 定伸率 100%时名义应力 R100%=16.0MPa； 定伸率 300%时名义应力 R300%=16.7MPa。 对于 PVC： 断裂强度 Rm=15.5MPa； 断裂点伸长率 δm=351.2%； 定伸率 100%时名义应力 R100%=7.0MPa； 定伸率 300%时名义应力 R300%=14.1MPa。 实验分析 1. 分析对比不同的高分子材料的拉伸力学性能。 答：从实验结果图上可以明显看出聚酯薄膜和 PVC 两种材料在拉伸力学性 能上是截然不同的。聚酯薄膜在初加载阶段曲线急剧下降，之后继续加载 出现明显的屈服平台。达到屈服极限后应力随加载的增大而增大，处于形 变硬化阶段。比起 PVC 其强度很高，直到断裂强度后断裂。 观察 PVC 拉伸曲线可知，加载一开始应力就随载荷增大而增大，直至断裂 并没有出现屈服现象，其强度较低。总结得出，两种材料相比而言聚酯薄 膜性能较韧，强度高；而 PVC 表现出相对软而韧的力学性质。 2. 分析实验条件对拉伸性能的影响。 答：拉伸试验条件可从以下几个方面分析 1.温度增大，分子内活动加速， 材料宏观性能明显变得软而韧，其拉伸强度降低而伸长率增大。2.拉伸速 度直接影响材料抵抗外载荷的表现，拉伸速度增大，材料来不及发生变化 而表现出相对脆性的断裂。3.湿度对材料的影响类似于温度，断裂强度减 小，伸长率增大。 3. 与金属材料相比较，高分子材料的拉伸性能的基本特征是什么？ 答：与金属材料相比，高分子材料的拉伸性能最大的特点就是变形能力较 好，伸长率较大。一般而言高分子材料的拉伸速率都要比金属要大。另外， 对于外在影响而言，高分子材料对温度、湿度等更敏感，而金属不会受太 大影响。
高分子材料的拉伸性能测试
高分子材料的拉伸性能测试《高分子材料的拉伸性能测试》实验指导书一、实验目的1、测试热塑性塑料弯曲性能。
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---毁坏载荷（或最小载荷)，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---试样弯曲毁坏(或最小载荷处)伸长率，%;δl0-毁坏时标距内弯曲量，cm;l0---测量的标距，cm,3.弯曲弹性模量为：(3)式中et---弯曲弹性模量，mpa；δp―荷载-变形曲线上初始直线段部分载荷量，n；δl0―与载荷增量对应的标距内变形量，cm。
4.弯曲形变-快速反应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=eε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，并使其具备多重的运动单元，因此不是理想的弹性体，在外力作用下的力学犯罪行为就是一个僵硬过程，具备显著的粘弹性质。
弯曲试验时因试验条件的相同，其弯曲犯罪行为存有非常大差别。
初始时，形变减少，快速反应也减少，在a点之前形变与快速反应成正比关系，合乎胡克定律，呈圆形理想弹性体。
a点叫作比例极限点。
少于a点后的一段，形变减小，快速反应仍减少，但二者不再成正比关系，比值逐渐增大；当达至y点时，其比值为零。
y点叫作屈服点。
此时弹性模最对数为零，这就是一个关键的材料持征点。
对塑料来说，它就是采用的音速。
如果再继续弯曲，形变维持维持不变甚至还可以上升，而快速反应可以在一个相当大的范围内减少，直到脱落。
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）。
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。
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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？。