拉伸实验.

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。

2．了解测试条件对测定结果的影响。

二、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（抗拉强度）、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）.

三、实验试样

（1）试样的类型和尺寸

1）Ⅰ型试样

Ⅰ型试样形状及尺寸分别见图 3.1-1 和表 3.1-1。

2）Ⅱ型试样

Ⅱ型试样形状及尺寸分别见图 3.1-2 和表 3.1-2。

3）Ⅲ型试样

Ⅲ型试样形状及尺寸分别见图 3.1-3 和表 3.1-3

4）Ⅳ型试样

Ⅳ型试样形状及尺寸分别见图 3.1-4 和表 3.1-4。

（2）试样类型的选择

不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的影响,按表 3.1-5 选用国家标准规定的拉伸试样类型以及相应的实验速度。

⑴Ⅲ型试样仅用于测定拉伸强度。（

3）试样的制备及要求

1）试样制备和外观检查，按 GB 1039 规定进行。

2）试样厚度除表中规定外，板材厚度d≤10mm 时，可用原厚为试样厚度；当厚度 d＞10mm 时，应从两面等量机械加工至 10mm，或按产品标准规定加工。

3）每组试样不少于 5 个。对各向异性的板材应分别从平行与主轴和垂直与主轴的方向各取一组试样。

四、实验条件

实验速度设有以下九种：

速度A 1mm/min±50% ；

速度B 2 mm/min±50% ；

速度C 5 mm/min±50% ；

速度 D 10 mm/min±50% ；

速度E 20 mm/min±50%

速度 F 50 mm/min±50% ；

速度G 100 mm/min±50% ；

速度H 200 mm/min±50% ；

速度I 500 mm/min±50% 。

实验速度应从表 3.1-5 中与各种试样类型所对应的实验速度范围内选取。实验速度应为试样在 0.5～5min 实验时间内断裂的最低速度。实验速度也允许按产品标准的规定另选其他实验速度。

本次实验采用试样为 4.3.2 实验中制备的 PS 多功能用途的拉伸试样以及用多型腔模具注塑成型的 PS 拉伸试样。

五、实验设备

（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±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3.1-5 所示的专用夹具。也可以使用能满足实验要求的其他夹具。

六、实验步骤

（1）试样的状态调节和实验环境按 GB 2918 规定进行。

（2）测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确至 0.01mm。Ⅱ型试样中间平行部分的宽度，精确至 0.05mm。每个试样测量三点，取算术平均值。

（3）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，要使试样纵轴与上、下夹具中心连线相重合，并且要松紧适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内。

（5）选定实验速度，进行实验。

（6）记录屈服时的负荷，或断裂负荷及标距间伸长。若试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。

七、结果的计算和表示

（1）抗拉强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力σt

σt 按式⑴计算：

⑴

式中σt ——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 ；

р——最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏置屈服负荷，N ；

b ——试样宽度，mm ；

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 3.1-6

，

实验图片

曲线分析

材料类型：韧性材料

断裂面：应力-应变曲线面环

韧性材料特征：不均匀形变，形变不能立即恢复

OA ：普弹形变，可逆，键角运动 AC ：强迫高弹形变，不可逆，链段运动 此材料不发生黏流形变。C 点以后曲线没有上开。 材料不均匀，受力不均匀，断裂点位置不固定 A

B

C 应

力

位移