西安交通大学材料力学性能试验报告——电子拉力机橡胶拉伸试验-推荐下载

图1 典型的拉伸应力-应变曲线示：

根据国标，对测试试样的厚度、测试速度和温度有规定。试样包括哑铃型，两边平行的条形或环形，哑铃状样片（如图2）最常见。

三.实验材料与设备

电子拉力机，冲片机，厚度计，哑铃形试样

用裁刀。

各种橡胶试样

4．实验步骤

1）打开仪器电源，预热15—20min 。 2）控制试样厚度2.0mm ，按国标剪裁试样，用厚度计测量真实的厚度，测量3点，去测量3点的中位数作为式样的厚度值。 3）橡胶试样的测试

选定试验速度。将哑铃形试样均匀加持在上、下夹持器上，使拉力均匀分布在横截面上。开动试验机，测试并记录。

4）按实验施加的负荷和试样尺寸，计算出相应的应力值，并对应变作图，得应力-应变曲线。

计算拉伸强度。定伸应力、扯断伸长率、扯断永久变形。

5．计算方法和公式

1）拉伸强度/m TS F Wt

=式中，：拉伸强度，MPa ；：记录的最大力，N ；W ：试样狭小平行部分宽度，

TS m F mm ；t ：试样长度部分原始的厚度，mm ；

2）定伸应力/e e S F Wt

=式中，：定伸应力，MPa ；：给定应变下记录的力，N 。

e S e F 3）扯断伸长率00()/100%

b b E l l l =-⨯式中，：式样的初始标距，mm ；：试样断裂时的标距，mm 。

0l b l 4）扯断永久伸长率00()/100%

b t S l l l =-⨯式中，：扯断永久伸长率，%；：试样断裂后，停放3min 对起来的标距，mm ；

b S t l 6．实验数据及处理

实验原始数据：

1.用厚度计测量式样长度部分的原始厚度，测量3次分别为

1.856mm ，1.869mm ，1.880mm 。取中间的厚度值作为试样的原始厚度，即1.869mm ，

原始标距长度为25mm 。

2.对橡胶试样采用邵氏硬度计测量其硬度值。把试样放置在坚固的平面上，拿住硬

度计，压足中孔的压针距离试块边缘至少12mm ，平稳地把压足压在试样上，不能有

图2 哑铃形试样形状示意图

图3 橡胶拉伸应力-应变曲线

4.根据附表数据，得到各种应力应变平均值如下：

1）拉伸强度：TS=8.8MPa；

2）对100%和300%定伸应力测量时，发现1、4两组数据中，由于位移传感器未夹紧等原因，造成伸长率测量值变小，使得300%伸长率的应力值为0，故只采用

2、3两组数据，这样得到100%和300%的定伸应力值分别为：

100%：Se=(2.1+2.2)/2 MPa=2.15 MPa

300%：Se=(7.1+7.6)/2 MPa=7.35 MPa。

3）扯断伸长率为：Eb=301%；

4）扯断永久伸长率：将拉断后的橡胶试样过3min后测量标距点之间的距离为：26mm。这样扯断永久伸长率为：Sb=(26-25)/25×100%=4%

七．实验结果分析讨论

根据以上的应力应变值的计算可以明显看出橡胶的弹性非常好，其伸长率可以达到300%以上，远远大于一般的材料，但是它的强度很低，只有7MPa左右，大概比低碳钢的屈服强度低两个数量级，其硬度也是比较低的。

通过本次试验的学习，基本上掌握了拉伸强度的测试原理和测试方法，掌握了电子拉力机的使用方法和工作原理，而且根据载荷-位移曲线画出了应力-应变曲线，并计算出了橡胶的断裂强度、扯断伸长率、扯断永久伸长率等性能指标。

8．实验思考题

1）改变拉伸速率，拉伸强度将怎么变化？

答：提高拉伸速率会使强度降低，这是由于提高拉伸速率使得橡胶中运动单元来不及运动，故使得强度降低。

2）同样实验条件下，拉伸同一聚合物，但厚薄尺寸不同的两个试样，哪个试样强度更高，说明原因。

答：厚的强度更高，因为薄试样的形变在垂直于平面方向可以自由变形，而厚的试样在垂直于平面方向要受到约束，这样就需要更大的应力来使得它发生断裂。