塑料彎曲強(qiáng)度講義

塑料彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)塑料彎曲實(shí)驗(yàn)常用作熱固性脆性材料的力學(xué)性能評(píng)價(jià)?？梢詫⑵淇醋鍪菦_擊韌性的放大。本質(zhì)上是拉伸和彎曲的復(fù)合，最終直接關(guān)系到材料的剪切強(qiáng)度?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹空莆账芰蠌澢鷱?qiáng)度測(cè)量的根本原理掌握簡(jiǎn)支梁彎曲性能的測(cè)量方法；了解彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法適用的材料范圍?！緦?shí)驗(yàn)原理】1根本定義。試驗(yàn)速度——speedoftesting,支座與壓頭之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速率,單位mm/min。彎曲應(yīng)力flexuralstressδf 試樣跨度中心外外表的正應(yīng)力,按9.1的(3)式計(jì)算,單位MPa。斷裂彎曲應(yīng)力flexuralstressatbreak,σfB，試樣斷裂時(shí)的彎曲應(yīng)力(見圖1的曲線a和b),單位MPa。彎曲強(qiáng)度flexuralstrength,σfM,試樣在彎曲過程中承受的最大彎曲應(yīng)力(見圖1的曲線a和b),單位MPa。在規(guī)定撓度時(shí)的彎曲應(yīng)力flexuralstressatconventionaldeflectionσfC到達(dá)規(guī)定的撓度sc時(shí)的彎曲應(yīng)力(見圖1的曲線C),單位MPa。撓度deflection,s在彎曲過程中，試樣跨度中心的頂面或底面偏離原始位置的距離，單位mm。規(guī)定撓度conventionaideflection,Sc規(guī)定撓度為試樣厚度h的1.5倍,單位mm。當(dāng)跨度L=16h時(shí),規(guī)定撓度相當(dāng)于彎曲應(yīng)變?yōu)?.5%。彎曲應(yīng)變flexuralstrain,εf試樣跨度中心外外表上單元長(zhǎng)度的微量變化,用無量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%)表示。按3.2的式(3)計(jì)算。斷裂彎曲應(yīng)變flexuralstrainatbreak,如試祥斷裂時(shí)的彎曲應(yīng)變(見圖1的曲線a和b)。用元量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%)表示。彎曲強(qiáng)度下的彎曲應(yīng)變flexuralstrainatflexuralstrengthdfM最大彎曲應(yīng)力時(shí)的彎曲應(yīng)變(見圖1的曲線a和b)。用無量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%)表示。彎曲彈性模量或彎曲模量modulusofelasticityinflexure,flexuremodulus，Ef：應(yīng)力差σf2-σf1與對(duì)應(yīng)的應(yīng)變差[(εf2=0.0025)-f1=0.0005)]之比[見3.2的式(4),單位MPa。注——彎曲模量?jī)H是楊氏彈性模量的近似值。注——能借助計(jì)算機(jī)用兩個(gè)不同的應(yīng)力/應(yīng)變點(diǎn)測(cè)定模量品,即把這兩點(diǎn)間的曲線經(jīng)線性回歸處理后來表示。2實(shí)驗(yàn)裝置兩個(gè)支座和中心壓頭的位置情況如圖2所示,支座和壓頭之間的平行度應(yīng)在土0.02mm以內(nèi)。壓頭半徑Rl和支座半徑凡的尺寸如下zR1=5.Omm土0.1mm；R2=2.Omm士0.2mm，試樣厚度≤3mm，R2=5.Omm土0.2mm,試樣厚度＞3mm，跨度L應(yīng)可調(diào)節(jié)。2.11片材試樣應(yīng)根據(jù)IS02818的規(guī)定從片材上機(jī)加工制取。長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料應(yīng)根據(jù)IS01268或其他規(guī)定或約定的方法加工成板材,然后按IS01268的規(guī)定或機(jī)加工制取試樣。2.2檢查試樣不可扭曲,外表應(yīng)相互垂直或平行,外表和棱角上應(yīng)無刮痕、麻點(diǎn)、凹陷和飛邊。對(duì)照直尺、矩尺和平板,目視檢查試樣是否符合上述要求,并用游標(biāo)卡尺測(cè)量。試驗(yàn)前,應(yīng)剔除測(cè)量或觀察到的有一項(xiàng)或多項(xiàng)不符合上述要求的試樣,或?qū)⑵浼庸さ竭m宜的尺寸和形狀。2.3試樣數(shù)量 -2.4在每一試驗(yàn)方向上至少應(yīng)測(cè)試五個(gè)試樣(見圖3)。如果要求平均值有更高的精密度,測(cè)量的試樣數(shù)量可能會(huì)超過五個(gè),具體的試樣數(shù)量可用置信區(qū)間進(jìn)行估算(95%概率,見GB/T3360)。2.5試樣在跨度中部1/3外斷裂的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)予作廢,并應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。3狀態(tài)調(diào)節(jié)試樣應(yīng)按其材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，假設(shè)無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從GB/T2918-1998中選擇最適宜的條件進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。另有商定的，如高溫或低溫試驗(yàn)除外。3.1【試驗(yàn)步驟】試驗(yàn)應(yīng)在受試材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境中進(jìn)行,假設(shè)無類似標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)從GB/T2918-1998中選擇最適宜的環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。另有商定的,如高溫或低溫試驗(yàn)除外。測(cè)量試樣中部的寬度b,精確到0.1mm;厚度h,精確到0.O1mm,計(jì)算一組試樣厚度的平均值h。剔除厚度超過平均厚度允差士0.5%的試樣,并用隨機(jī)選取的試樣來代替。調(diào)節(jié)跨度L,使符合式(2):L=(16土1)h…………………..(1)并測(cè)量調(diào)節(jié)好的跨度,精確到0.5%。除以下情況外,都應(yīng)用式(2)計(jì)算跨度:a)對(duì)于較厚且單向纖維增強(qiáng)的試樣,為防止剪切時(shí)分層,在計(jì)算兩支撐點(diǎn)間距離時(shí),可用較大的L/h比。b)對(duì)于較薄的試樣,為適應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備的能力,在計(jì)算跨度時(shí)用較小的L/h比。 c)對(duì)于軟性的熱塑性塑料,為防止支座嵌入試樣,可用較大的L/h比。3按受試材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置試驗(yàn)速度,假設(shè)無類似標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)從表1中選一速度值,使應(yīng)變速率盡可能接近1%/min,這一試驗(yàn)速度使每分鐘產(chǎn)生的撓度近似為試樣厚度值的0.4倍,例如,符合推薦試樣的試驗(yàn)速度為2mm/min4把試樣對(duì)稱地放在兩個(gè)支座上,并于跨度中心施加力5記錄試驗(yàn)過程中施加的力和相應(yīng)的撓度,假設(shè)可能,應(yīng)用自動(dòng)記錄裝置來執(zhí)行這一操作過程,以便得到完整的應(yīng)力/應(yīng)變曲線圖根據(jù)力/撓度或應(yīng)力/撓度曲線或等效的數(shù)據(jù)來確定關(guān)應(yīng)力、撓度和應(yīng)變值。3.2【數(shù)據(jù)處理】1.彎曲強(qiáng)度計(jì)算σf=3FL/2bh2………………….(2)式中F一一施加的力,N; L一一跨度,mmp b一一試樣寬度,mm h一一試樣厚度,mm。2.彎曲模量對(duì)于彎曲模量的測(cè)量,先根據(jù)給定的彎曲應(yīng)變?chǔ)舊1=0.0005和εfz=0.0025,按式(4)計(jì)算相應(yīng)的撓度Si=εfiL2/6h………………………(3)式中S,一一單個(gè)撓度,mmεfi一一相應(yīng)的彎曲應(yīng)變,即上述的εf1和εf2值;L一-一跨度,mm h一一試樣厚度,mm。再根據(jù)式(5)計(jì)算彎曲模量Ef,用MPa表示:Ef=(σf2一σf1)/(εf2一εfl)………(4)式中:σfl一一撓度為S1時(shí)的彎曲應(yīng)力,MPaσf2——撓度為S2時(shí)的彎曲應(yīng)力,MPa。假設(shè)借助計(jì)算機(jī)來計(jì)算。所有計(jì)算彎曲性能的公式僅在線性應(yīng)力/應(yīng)變行為才是精確的,因此對(duì)大多數(shù)塑料僅在小撓度