高分子材料分析檢測技術(shù)付麗麗遼寧石化

高分子材料分析檢測技術(shù)主講人：付麗麗遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)情境四高分子材料力學(xué)性能測試1任務(wù)3高分子材料壓縮性測試1你要應(yīng)聘為高分子材料加工企業(yè)的一名性能分析檢測人員，招聘負(fù)責(zé)人提出以下考題：1測量一塊塑料試樣的壓縮強(qiáng)度2測量一塊塑料試樣的壓縮應(yīng)變?nèi)蝿?wù)介紹壓縮試驗(yàn)是測定材料在軸向靜壓力作用下的力學(xué)性能的試驗(yàn)。把試樣置于試驗(yàn)機(jī)的兩壓板之間，并在沿試樣兩個端表面的主軸方向，以恒定速度施加一個可以測量的、大小相等、方向相反的力，使試樣沿軸向方向縮短，而徑向方向增大，產(chǎn)生壓縮變形，直至試樣破裂或形變達(dá)到預(yù)先規(guī)定的數(shù)值為止。任務(wù)分析塑料壓縮性能的實(shí)驗(yàn)方法參照GB/T1041-1992（塑料壓縮性能試驗(yàn)方法）；任務(wù)分析橡膠壓縮性能的試驗(yàn)方法參照GB/T7757-2009（硫化橡膠或熱塑性橡膠壓縮應(yīng)力應(yīng)變性能的測定）。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1、在試樣標(biāo)距內(nèi)，每單位原始截面積上所受的法向力，單位MPa。2、掌握壓縮試樣制備方法；3、了解壓縮能測試原理；4、掌握拉壓縮能測試方法。能力目標(biāo)能進(jìn)行塑料或橡膠的壓縮性能測試。教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生遵規(guī)守紀(jì)、按章操作的工作作風(fēng)；2、鍛煉學(xué)生組織協(xié)調(diào)能力，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作意識；3、培養(yǎng)學(xué)生具有環(huán)保意識、安全意識、節(jié)能降耗意識。1.壓縮應(yīng)力（σ）在壓縮試驗(yàn)過程中的任一時刻，試樣單位原始橫截面積所承受的壓縮負(fù)荷，單位為MPa。2.壓縮變形（△h）指試樣在壓縮負(fù)荷作用下高度的改變量，單位為mm。一、定義3.壓縮應(yīng)變（ε）試樣的壓縮變形與試樣原始高度的比值。4.壓縮強(qiáng)度（σe）指在壓縮試驗(yàn)中，試樣所承受的最大壓縮應(yīng)力，單位為Mpa。一、定義一、定義5.壓縮模量（Ee）指在應(yīng)力-應(yīng)變曲線的線性范圍內(nèi)，壓縮應(yīng)力與壓縮應(yīng)變的比值，單位為MPa。6.細(xì)長比（λ）橫截面積均勻的實(shí)心圓柱體的高度與最小回轉(zhuǎn)半徑之比。由于直線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)一般不通過原點(diǎn)，因此可用直線上兩點(diǎn)的應(yīng)力差與對應(yīng)的應(yīng)變差之比來表示。二、測試原理壓縮性能試驗(yàn)時把試樣至于試驗(yàn)機(jī)的兩壓板之間，并在沿試樣兩個端表面的主軸方向，以恒定速度施加一個可以測量的大小相等而方向相反的力，使試樣沿軸向方向縮短，而徑向方向增大，產(chǎn)生壓縮變形，直至試樣破裂或形變達(dá)到預(yù)先規(guī)定的數(shù)值為止。二、測試原理式中，σ為壓縮應(yīng)力，MPa；F為壓縮負(fù)荷，N；F為試樣原始橫截面積，mm2。

壓縮應(yīng)力為：壓縮應(yīng)變：式中，ε為應(yīng)變值，△h為試樣的高度變化，mm；h0為試樣的原始高度，mm。

二、測試原理式中，Ee為壓縮模量，MPa；壓縮模量：△σ為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上初始直線部分任意兩點(diǎn)的應(yīng)力差，MPa；△ε為與應(yīng)力差對應(yīng)的應(yīng)變值。三、測試儀器主要有壓縮夾具、負(fù)荷指示器、變形指示器、測微計(jì)等組成。四、試樣塑料試樣通常用注射、模壓成型或機(jī)械加工制備。（一）塑料試樣其試樣的形狀有正方形、矩形、圓形或圓筒形截面柱體，試樣兩端面應(yīng)與加荷方向垂直，其平行度小于試樣高度的0.1%；試樣的高度變化范圍為10-40mm，推薦試樣高度為30mm，試樣的細(xì)長比為10，但當(dāng)試驗(yàn)過程中試樣出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象時，細(xì)長比應(yīng)降低為6；推薦管型試樣壁厚為2mm，管徑為8mm。橡膠試樣有模型硫化的試樣或按規(guī)定從制品上制取的試樣。其試樣的形狀為圓柱形，也有橫截面矩形的試樣。用模型硫化的式樣規(guī)格有A型和B型兩種。（二）橡膠試樣型號高度（mm）圓面直徑（mm）A12.5±0.529±0.5B6.3±0.313±0.5表4-7恒定形變壓縮永久變形試驗(yàn)（圓柱形）型號高度（mm）圓面直徑（mm）A12.5±0.529±0.5B32±1.038±1.0表4-8靜壓縮試驗(yàn)（圓柱形）四、試樣四、試樣（三）試樣數(shù)量及試驗(yàn)速度各向同性材料，每個樣品至少5個試樣。各向異性材料，每個樣品至少10個試樣，垂直和平行各5個。明顯缺陷破壞，則需更換試樣。五、試驗(yàn)步驟△試驗(yàn)環(huán)境：23±2℃，濕度：50±5％1.測量試樣尺寸，沿試樣高度方向測量三處橫截面尺寸計(jì)算平均值，精確到0.01mm。五、試驗(yàn)步驟△試驗(yàn)環(huán)境：23±2℃，濕度：50±5％2.將試樣放在試驗(yàn)機(jī)的兩壓板的表面之間，使試樣的中心線與兩壓板表面中心線重合，確保試樣端面與壓板表面相平行。調(diào)整試驗(yàn)機(jī)，使壓板表面與試樣的端面相接觸，并把此時作為測定壓縮變形的零點(diǎn)。五、試驗(yàn)步驟△試驗(yàn)環(huán)境：23±2℃，濕度：50±5％3.根據(jù)材料的規(guī)定調(diào)整好試驗(yàn)速度，測定壓縮強(qiáng)度時為（1.5~6）mm/min，測定壓縮彈性模量時為2mm/min，硫化橡膠的壓縮試驗(yàn)速度為10mm/min。五、試驗(yàn)步驟△試驗(yàn)環(huán)境：23±2℃，濕度：50±5％4.開動試驗(yàn)機(jī)，記錄壓縮變形和試樣破壞的瞬間所承受的負(fù)荷、屈服負(fù)荷或偏置屈服負(fù)荷和達(dá)到應(yīng)變值為25%時的負(fù)荷等，求其壓縮強(qiáng)度等量。五、試驗(yàn)步驟△試驗(yàn)環(huán)境：23±2℃，濕度：50±5％4.開動試驗(yàn)機(jī)，記錄壓縮變形和試樣破壞的瞬間所承受的負(fù)荷、屈服負(fù)荷或偏置屈服負(fù)荷和達(dá)到應(yīng)變值為25%時的負(fù)荷等，求其壓縮強(qiáng)度等量。5.測定壓縮彈性模量時，在試樣高度中間位置安放測量變形儀表，施加約5%破壞載荷的初載，檢查并調(diào)整試樣及變形測量系統(tǒng)，使其處于正常工作狀態(tài)以及使試樣兩側(cè)壓縮變形比較一致；五、試驗(yàn)步驟△試驗(yàn)環(huán)境：23±2℃，濕度：50±5％然后以一定的間隔加載荷，記錄相應(yīng)變形值，至少分五級加載，施加載荷不宜超過破壞載荷的50%，至少重復(fù)三次，取其穩(wěn)定的變形增量，并以負(fù)荷為縱坐標(biāo)，形變?yōu)闄M坐標(biāo)繪出負(fù)荷-形變曲線，求其壓縮模量。六、影響因素（一）試樣尺寸無論是熱塑性塑料還是熱固性塑料，均隨試樣高度的增加，其總形變值增加，壓縮強(qiáng)度和相對應(yīng)變值減小。溫度越高，壓縮永久變形越大。放置時間越長，壓縮永久變形值越大（二）溫度和時間（三）摩擦力在試樣的端面涂上潤滑劑，并與不涂潤滑劑的試樣作比較，可以看出：涂潤滑劑的試樣由于減少了試樣端面與壓機(jī)壓板間的摩擦力，壓縮強(qiáng)度有所下降；涂潤滑劑的試樣在接近破壞負(fù)荷時才出現(xiàn)裂紋，而未涂潤滑劑的試樣在距破壞負(fù)荷較遠(yuǎn)時就已出現(xiàn)裂紋。六、影響因素（四）試驗(yàn)速度隨著試驗(yàn)速度的增加，壓縮強(qiáng)度與壓縮應(yīng)變值均有所增加。當(dāng)試樣兩端面不平行時