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江蘇天惠試驗(yàn)機(jī)械有限公司
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塑料拉伸試驗(yàn)

時(shí)間:2009/12/7閱讀:2797
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實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
  掌握塑料拉伸試驗(yàn)方法,了解機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,并通過(guò)試樣的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線和各試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析該材料的靜態(tài)拉伸力學(xué)性能,對(duì)其拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和彈性模量作出評(píng)價(jià)。
實(shí)驗(yàn)原理
  在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度與拉伸速度下,通過(guò)對(duì)塑料試樣的縱軸方向施加拉伸載荷,使試樣產(chǎn)生形變直至材料破壞。記錄下試樣破壞時(shí)的zui大負(fù)荷和對(duì)應(yīng)的標(biāo)線間距離的變化情況。在帶微機(jī)處理器的電子拉力機(jī)上,只要輸入試樣的規(guī)格尺寸等有關(guān)數(shù)據(jù)和要求,在拉伸過(guò)程中,傳感器把力值傳給電腦,電腦通過(guò)處理,自動(dòng)記錄下應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^(guò)程的數(shù)據(jù),并把應(yīng)力應(yīng)變曲線和各測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái)
試驗(yàn)設(shè)備和拉伸試樣
  1.試驗(yàn)設(shè)備
  (1)機(jī)械式拉力試驗(yàn)機(jī)
 備有適應(yīng)各型號(hào)試樣的夾具。
 夾具的移動(dòng)速度應(yīng)能多級(jí)或全程調(diào)速,以滿足標(biāo)準(zhǔn)方法的需要。
 試驗(yàn)數(shù)據(jù)示值應(yīng)在每級(jí)表盤(pán)的10%~90%,但不小于試驗(yàn)zui大載荷的4%讀取,示值的誤差應(yīng)在1%之內(nèi)。
  (2)帶微機(jī)處理器的電子拉力機(jī)  機(jī)械傳動(dòng)原理同機(jī)械式拉力機(jī),但精密度高于普通機(jī)械式拉力機(jī)。當(dāng)試樣受載拉伸時(shí),力值和材料的伸長(zhǎng)率由傳感器感量輸入電腦,經(jīng)電腦處理同時(shí)在屏幕上顯示出來(lái)。每個(gè)試樣試驗(yàn)結(jié)束,電腦自動(dòng)記錄全過(guò)程并存入硬盤(pán),試驗(yàn)者需要哪一個(gè)試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖,需要哪一個(gè)數(shù)據(jù),隨時(shí)可以從連接電腦的打印機(jī)上打印出來(lái)。
  2.拉伸試樣

  (1)試樣的形狀和尺寸  標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定使用四種型號(hào)的試樣。

  (2)試樣的選擇
  熱固性模塑材料:用I型。

  硬板材料:用可大于170mm)
  硬質(zhì)、半硬質(zhì)熱塑性模塑材料:用2型,厚度d(4±0.2)mm
  軟板、片材:用型,厚度d=2mm
  塑料薄膜:用型。
  (3)對(duì)試樣的要求:
  試樣表面應(yīng)平整、無(wú)氣泡、裂紋、分層、無(wú)明顯雜質(zhì)和加工損傷等缺陷,有方向性差異的試片應(yīng)沿縱橫方向分別取樣。
  硬板厚度d10mm時(shí),以原厚作為試樣的厚度;當(dāng)厚度d10mm時(shí),應(yīng)從一面機(jī)械加工成10mm
  測(cè)試彈性模量,用厚410mm型試樣或用長(zhǎng)200mm、寬15mm的長(zhǎng)條試樣。
  每組試樣不少于5個(gè)。
實(shí)驗(yàn)步驟
  1.實(shí)驗(yàn)條件
  (1)試驗(yàn)速度空載  A(10±5)mmminB(50±5)mmminC(100±10)mmmin(250±50)mmmin
  熱固性塑料、硬質(zhì)熱塑性塑料,用A速。
  伸長(zhǎng)率較大的硬質(zhì)、半硬質(zhì)熱塑性塑料PPPA,用B速。
  軟板、片和薄膜用C速。相對(duì)伸長(zhǎng)率<100%的用(100±10)mmmin速度,相對(duì)伸長(zhǎng)率>100%的用(250±50)mmmin速度。
  (2)測(cè)定模量時(shí)可用15mmmin的拉伸速度,其變形量應(yīng)準(zhǔn)確至0.01mm
  2.以機(jī)械式拉伸試驗(yàn)機(jī)為例:按GBl039—92標(biāo)準(zhǔn)方法的規(guī)定調(diào)節(jié)試驗(yàn)環(huán)境處理試樣或GB/T1040為室溫。
  (1)試驗(yàn)環(huán)境  溫度:熱塑性塑料(25±2),熱固性塑料(25±5) 。濕度:相對(duì)濕度(65±5)%。
  (2)試樣預(yù)處理  將試樣置于小的環(huán)境中,使其表面盡可能暴露在環(huán)境里。不同厚度d的試樣處理時(shí)間如下:d0.25mm的試樣不少于4hO.25mmd2mm的試樣不少于8hd2mm的試樣不少于16h
  (3)測(cè)量試樣的厚度和寬度  模塑試樣和板材試樣準(zhǔn)確至0.05mm;片材試樣厚度O.01mm;薄膜試樣厚度0.O01mm;每個(gè)試樣在距標(biāo)線距離內(nèi)測(cè)量三點(diǎn),取算術(shù)平均值。
  (4)測(cè)試伸長(zhǎng)時(shí)  應(yīng)在試樣上被拉伸的平行部分作標(biāo)線,此標(biāo)線對(duì)測(cè)試結(jié)果不應(yīng)有影響。
  (5)用夾具夾持試樣時(shí)  要使試樣縱軸方向中心與上、下夾具中心連線相重合,并且松緊適宜,不能使試樣在受力時(shí)滑脫或夾持過(guò)緊在夾口處損壞試樣。夾持薄膜試樣要求在夾具內(nèi)襯墊橡膠之類(lèi)的彈性薄片。
  (6)按所選擇的速度? 開(kāi)動(dòng)機(jī)器,進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。
  (7)試樣斷裂后  讀取負(fù)荷及標(biāo)距間伸長(zhǎng),或讀取屈服時(shí)的負(fù)荷。若試樣斷裂在標(biāo)距外的部位,則此次試驗(yàn)作廢,另取試樣補(bǔ)做。
  (8)測(cè)定模量時(shí)  應(yīng)記錄負(fù)荷及相應(yīng)變形量,作出應(yīng)力應(yīng)變曲線。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
  (1)拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力以σt(MPa 1Nmm2)表示,按下式計(jì)算:
  σt =F/b*d
  式中 F—zui大負(fù)荷、斷裂負(fù)荷、屈服負(fù)荷,
N
      b—試樣寬度,
mm
      d—試樣厚度,
mm
  (2)斷裂伸長(zhǎng)率εt (按下式計(jì)算:

  εt (G-G0)/G0×100
  式中 Go——試樣原始標(biāo)線間距離,mm
      G——試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離,
mm
  (3)彈性模量以Et(Nmm2)表示。為了計(jì)算彈性模量,通常要作出應(yīng)力應(yīng)變曲線,再?gòu)那€的初始直線部分按下式計(jì)算彈性模量Et

  Etσ/ε
  式中  σ—應(yīng)力,(N
mm2)
  ε—應(yīng)變,mm
mm
  (4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。

  σt 取三位有效數(shù)字薄膜取二位εt Et取二位有效數(shù)字,以起碼三個(gè)有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

  如果要求計(jì)算偏差值S,由下式進(jìn)行計(jì)算:
  S
  式中 X——單個(gè)測(cè)定值
      X—一組測(cè)定值的算術(shù)平均值
      n——測(cè)定個(gè)數(shù)
實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)記錄的內(nèi)容
  (1)被測(cè)試材料的名稱、規(guī)格、牌號(hào)、來(lái)源。
  (2)試樣的制備方法。
  (3)試樣的形狀和尺寸。
  (4)試樣的預(yù)處理。
  (5)試驗(yàn)的環(huán)境溫度和濕度。
  (6)試驗(yàn)機(jī)的型號(hào)。
  (7)試驗(yàn)速度。
  (8)試驗(yàn)有效試樣的數(shù)量。
  (9)拉伸屈服應(yīng)力。
  (10)拉伸斷裂應(yīng)力。
  (11)拉伸強(qiáng)度。
  (12)斷裂伸長(zhǎng)率。
  (13)彈性模量。
  (14)試驗(yàn)日期、人員。
實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
  (1)因試樣的厚度及寬度對(duì)結(jié)果影響很大,同一種塑料若試樣的尺寸不同,其拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果有一定差異,所以在加工試樣、測(cè)量試樣尺寸時(shí),特別要注意被測(cè)試樣的尺寸和公差是否在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍內(nèi)。注射模塑試樣往往后收縮較大,被測(cè)部位若出現(xiàn)輕微縮痕影響平整度要注意多測(cè)幾點(diǎn),以得出其真實(shí)尺寸。
  (2)用成型裁刀裁取試樣,要注意經(jīng)常檢查裁刀鋒利情況,刀刃曲線是否均勻、細(xì)直,稍有缺陷及時(shí)研磨或更換,試樣的細(xì)微缺陷對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果影響極大。
  (3)試驗(yàn)條件即溫度、濕度和速度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也有較大的影響。往往溫度偏高,拉伸強(qiáng)度偏低,伸長(zhǎng)率偏大,反之規(guī)律相反。拉伸速度越快,伸長(zhǎng)率越小,強(qiáng)度偏高。因此,試驗(yàn)前對(duì)試樣的處理、試驗(yàn)環(huán)境條件以及試驗(yàn)速度的選擇都要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。
  (4)由于力學(xué)試驗(yàn)影響因素多,結(jié)果的重現(xiàn)性較差,要特別注意制樣時(shí)方法、工藝、設(shè)備、工具的一致。做對(duì)比試驗(yàn),同一人員操作,以保證得出正確的結(jié)論。
  (5)對(duì)不熟悉的材料,正式測(cè)試之前要進(jìn)行預(yù)測(cè),以預(yù)知合適的負(fù)荷和速度等,為正式測(cè)試做好準(zhǔn)備。
  (6)日常對(duì)拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備要注意保養(yǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和校正,以保證實(shí)驗(yàn)時(shí)處于良好狀態(tài)

 

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