塑料拉伸性能
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刚度(Stiffness)：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。
弹性模量：E＝σ/ε
强度(Strength)：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或破 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 Ps或σ 抗拉强度：σb=Pb/F0 断裂前单位面积上所承受的最
大应力
Mechanical properties of materials
1.1 定义
拉伸强度：在拉伸试验中，试样直至断裂为止所承受的最大拉 伸应力。
拉伸应力：试样在计量标距范围内，单位初始横截面上承受的 拉伸负荷。
拉伸断裂应力：σｔ－εｔ曲线上断裂时的应力。 拉伸屈服应力：σｔ－εｔ曲线上屈服点处的应力。 断裂伸长率：试样断裂时，标线间距离的增加量与初始标距之
型测试速度参考
试样材料 硬质热塑性塑 热塑性增强塑料 硬质热塑性塑料板 热固性塑料板含层压板
软质热塑性塑料及板
热固性塑料(含填充、增 强塑料） 热固性塑料板
类型 Ⅰ
Ⅱ Ⅲ Ⅳ
试样制备方法 最佳厚度mm
注塑 模压
4
机械加工
2
注塑、模压 板材机械加工 2 和冲切加工
注塑 模压
机械加工
A:1±50%，B:2±20%，C:5±20%，D:10±20%，E:20±10%， F:50±10%，G:100±10%，H:200±10%，I:500±10%。
(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。
1.3 高分子典型应力－应变曲线 III
(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
常用高分子材料的应力-应变曲线
应力
纤维
硬塑料
软塑料
橡胶
应变
1.3 高分子典型应力－应变曲线 I
(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。
(b)的特点是硬而脆。拉伸强度和 弹性模量较大，断裂伸长率小，如 聚苯乙烯等。
1.3 高分子典型应力－应变曲线
(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。
2 拉伸性能测试原理及试样
参照标准——国标GB/T 1040-92 2.1 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，通过测量试样的屈服力、破 坏力和试样标距间的伸长来求得试样的屈服强度 拉伸强度和伸长率。
拉伸性能测试试样
低碳钢 铝合金 铸铁 高分子材料
复合材料
2.2 高分子试样的制备和尺寸要求I ：I型试样及尺寸
I型试样尺寸要求
图 I型试样
2.2 II型试样及尺寸
图 II型试样
I I型试样尺寸要求
2.2 试样的制备和尺寸要求III ：III型试样及尺寸
图 III型试样
III型试样尺寸要求
2.2 试样的制备和尺寸要求IV ：IV型试样及尺寸
图 IV型试样
IV型试样尺寸要求
2.2 试样的制备和Biblioteka Baidu寸要求V ：塑料材料选择试样类
塑性(Plasticity)：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。
韧性(Ductility)：材料从塑性变形到断裂全过程中吸收 能量的能力。
断裂韧性：KIC
Mechanical properties of materials
强度范畴
应
韧性范畴
刚度范畴
力
塑性范畴
应变
1 拉伸性能
硬而脆的塑料 韧性塑料
较低的拉伸速度 较高的拉伸速度
3.测量方法
①试样的状态调节和试验环境按国家标准规定。
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的厚度和宽度，精确到 0.01mm，II型试样中间平行部分的宽度，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。
塑料拉伸性能
主要内容
1 拉伸性能 2 拉伸性能测试原理及试样要求 3 测量方法 4 拉力机使用说明 5 数据处理 6 实验设备 7 影响拉伸性能的因素
材料力学性能的介绍
The four types of stresses
Mechanical properties of materials
比。 弹性模量：比例极限内，材料所受应力与产生的相应应变之比。 屈服点：σｔ－εｔ曲线上σｔ不随εｔ增加的初始点。 应变：材料在应力作用下，产生的尺寸变化与原始尺寸之比。
1.2 高分子应力-应变过程
E越大，说明材料越硬，相反则 越软； σb或σy越大，说材料越强，相 反则越弱； εb或S越大，说明材料越韧，相 反则越脆。
• 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： 应力在Y点达到极大值，这一点叫屈服点，其应力σy为屈服应 力。 • 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 可以恢复。 • 应变硬化 继续拉伸时，由于分子链取向排列，使硬度提高，从而需要更大 的力才能形变。 • 断裂 达到B点时材料断裂，断裂时的应力σb即是抗张强度σt；断裂时的应 变εb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。
试验速度 BCDEF ABCDE FG
FGHI
C BCD
为何要选定拉伸速度？
因为塑料属粘弹性材料，它的应力松驰过程与变 形速率紧密相关。应力松驰需要一个时间过程， 当低速拉伸时，分子链来得及位移、重排，呈现 韧性行为。表现为拉伸强度减少，而断裂伸长率 增大。高速拉伸时，高分子链段的运动跟不上外 力作用，呈现脆性行为，表现为拉伸强度增大， 断裂伸长率减少。
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。
4 拉力机使用说明
① 按以下顺序开机：试验机——>打印机— —>计算机。每次开机后，最好要预热10分 钟，待系统稳定后，再进行试验工作。
弹性模量：E＝σ/ε
强度(Strength)：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或破 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 Ps或σ 抗拉强度：σb=Pb/F0 断裂前单位面积上所承受的最
大应力
Mechanical properties of materials
1.1 定义
拉伸强度：在拉伸试验中，试样直至断裂为止所承受的最大拉 伸应力。
拉伸应力：试样在计量标距范围内，单位初始横截面上承受的 拉伸负荷。
拉伸断裂应力：σｔ－εｔ曲线上断裂时的应力。 拉伸屈服应力：σｔ－εｔ曲线上屈服点处的应力。 断裂伸长率：试样断裂时，标线间距离的增加量与初始标距之
型测试速度参考
试样材料 硬质热塑性塑 热塑性增强塑料 硬质热塑性塑料板 热固性塑料板含层压板
软质热塑性塑料及板
热固性塑料(含填充、增 强塑料） 热固性塑料板
类型 Ⅰ
Ⅱ Ⅲ Ⅳ
试样制备方法 最佳厚度mm
注塑 模压
4
机械加工
2
注塑、模压 板材机械加工 2 和冲切加工
注塑 模压
机械加工
A:1±50%，B:2±20%，C:5±20%，D:10±20%，E:20±10%， F:50±10%，G:100±10%，H:200±10%，I:500±10%。
(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。
1.3 高分子典型应力－应变曲线 III
(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
常用高分子材料的应力-应变曲线
应力
纤维
硬塑料
软塑料
橡胶
应变
1.3 高分子典型应力－应变曲线 I
(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。
(b)的特点是硬而脆。拉伸强度和 弹性模量较大，断裂伸长率小，如 聚苯乙烯等。
1.3 高分子典型应力－应变曲线
(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。
2 拉伸性能测试原理及试样
参照标准——国标GB/T 1040-92 2.1 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，通过测量试样的屈服力、破 坏力和试样标距间的伸长来求得试样的屈服强度 拉伸强度和伸长率。
拉伸性能测试试样
低碳钢 铝合金 铸铁 高分子材料
复合材料
2.2 高分子试样的制备和尺寸要求I ：I型试样及尺寸
I型试样尺寸要求
图 I型试样
2.2 II型试样及尺寸
图 II型试样
I I型试样尺寸要求
2.2 试样的制备和尺寸要求III ：III型试样及尺寸
图 III型试样
III型试样尺寸要求
2.2 试样的制备和尺寸要求IV ：IV型试样及尺寸
图 IV型试样
IV型试样尺寸要求
2.2 试样的制备和Biblioteka Baidu寸要求V ：塑料材料选择试样类
塑性(Plasticity)：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。
韧性(Ductility)：材料从塑性变形到断裂全过程中吸收 能量的能力。
断裂韧性：KIC
Mechanical properties of materials
强度范畴
应
韧性范畴
刚度范畴
力
塑性范畴
应变
1 拉伸性能
硬而脆的塑料 韧性塑料
较低的拉伸速度 较高的拉伸速度
3.测量方法
①试样的状态调节和试验环境按国家标准规定。
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的厚度和宽度，精确到 0.01mm，II型试样中间平行部分的宽度，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。
塑料拉伸性能
主要内容
1 拉伸性能 2 拉伸性能测试原理及试样要求 3 测量方法 4 拉力机使用说明 5 数据处理 6 实验设备 7 影响拉伸性能的因素
材料力学性能的介绍
The four types of stresses
Mechanical properties of materials
比。 弹性模量：比例极限内，材料所受应力与产生的相应应变之比。 屈服点：σｔ－εｔ曲线上σｔ不随εｔ增加的初始点。 应变：材料在应力作用下，产生的尺寸变化与原始尺寸之比。
1.2 高分子应力-应变过程
E越大，说明材料越硬，相反则 越软； σb或σy越大，说材料越强，相 反则越弱； εb或S越大，说明材料越韧，相 反则越脆。
• 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： 应力在Y点达到极大值，这一点叫屈服点，其应力σy为屈服应 力。 • 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 可以恢复。 • 应变硬化 继续拉伸时，由于分子链取向排列，使硬度提高，从而需要更大 的力才能形变。 • 断裂 达到B点时材料断裂，断裂时的应力σb即是抗张强度σt；断裂时的应 变εb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。
试验速度 BCDEF ABCDE FG
FGHI
C BCD
为何要选定拉伸速度？
因为塑料属粘弹性材料，它的应力松驰过程与变 形速率紧密相关。应力松驰需要一个时间过程， 当低速拉伸时，分子链来得及位移、重排，呈现 韧性行为。表现为拉伸强度减少，而断裂伸长率 增大。高速拉伸时，高分子链段的运动跟不上外 力作用，呈现脆性行为，表现为拉伸强度增大， 断裂伸长率减少。
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。
4 拉力机使用说明
① 按以下顺序开机：试验机——>打印机— —>计算机。每次开机后，最好要预热10分 钟，待系统稳定后，再进行试验工作。