課堂|塑料拉力機(jī)的拉伸試驗(yàn)詳解
塑料拉力機(jī)的拉伸性能作為塑料檢測(cè)重點(diǎn)項(xiàng)目之一,對(duì)于塑料質(zhì)量表現(xiàn)有著諸多的影響。與拉伸性能相關(guān)的檢測(cè)指標(biāo)主要有抗拉強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、環(huán)壓強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率、延伸率、彈性模量等等。拉伸性能主要通過塑料拉力機(jī)來測(cè)試塑料材料的靜態(tài)拉伸力學(xué)性能,從而評(píng)價(jià)其在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的性能表現(xiàn)。
塑料拉力機(jī)的檢測(cè)范圍
塑料薄膜、 塑料管材、 塑料建材、 塑料容器、 塑料外殼、 塑料玩具、 電線電纜護(hù)套、絕緣塑料、 塑料異型材、 塑料飾品等
一、塑料拉力機(jī)的拉伸試驗(yàn)
1、塑料拉力機(jī)的拉伸性能檢測(cè)原理
在指定的測(cè)試溫度,濕度和拉伸速度下,通過對(duì)塑料樣品的縱向施加拉伸載荷,使樣品變形,直到材料破裂。記錄樣品失效時(shí)最大負(fù)載的變化以及線之間的相應(yīng)距離。在帶有微處理器的電子拉力機(jī)上,只需輸入樣品大小以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)和要求。在拉伸過程中,傳感器會(huì)將力值傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)記錄拉伸值。應(yīng)力-應(yīng)變過程。通過打印機(jī)記錄并打印應(yīng)力-應(yīng)變曲線和測(cè)試數(shù)據(jù)。
2、塑料拉力機(jī)相關(guān)術(shù)語
1) 拉伸應(yīng)力:試樣在計(jì)量標(biāo)距范圍內(nèi),單位初始橫截面上承受的拉伸負(fù)荷。
2) 拉伸強(qiáng)度:在拉伸試驗(yàn)中試樣直到斷裂為止,所承受的最大拉伸應(yīng)力。
3) 拉伸斷裂應(yīng)力:在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上,斷裂時(shí)的應(yīng)力。
4) 拉伸屈服應(yīng)力:在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上,屈服點(diǎn)處的應(yīng)力。
5) 斷裂伸長(zhǎng)率:在拉力作用下,試樣斷裂時(shí),標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距之比,以百分率表示。
6) ε斷=(L-L0)/L0×100%
7) 式中:L0------試樣標(biāo)線間距離,mm
8) L-------試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離,mm
9) 彈性模量:在比例極限內(nèi),材料所受應(yīng)力與產(chǎn)生響應(yīng)的應(yīng)變之比
10) 試驗(yàn)原理:
拉伸試驗(yàn)是對(duì)試樣沿縱軸向施加靜態(tài)拉伸負(fù)荷,使其破壞。通過測(cè)定試樣的屈服力,破壞力,和試樣標(biāo)距間的伸長(zhǎng)來求得試樣的屈服強(qiáng)度,拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。
3、塑料拉力機(jī)操作步驟:
1) 用啞鈴形標(biāo)準(zhǔn)裁刀在沖片機(jī)上沖取塑料薄片試樣,沿縱向和橫向各取五條,精確測(cè)量試樣細(xì)頸處的寬度和厚度,并在細(xì)頸部分劃出長(zhǎng)度標(biāo)記。也可用注塑機(jī)模塑出標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條。
2) 選擇試驗(yàn)機(jī)載荷,以斷裂時(shí)載荷處于刻度盤得1/3~4/5范圍之內(nèi)最合適。
3) 選擇,調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的下夾具的下降速度。對(duì)于軟質(zhì)熱塑性塑料,拉伸速度可取50mm/min,100mm/min,200mm/min,500mm/min。
4) 將試樣裝在夾具上,在使用夾具時(shí)應(yīng)先用固定器將上夾具固定,防止儀器刀口損壞,試樣夾好后松開固定器。
5) 按下啟動(dòng)按鈕,電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn),下夾具開始下降,指針開始指示。在此過程中,用手控制標(biāo)尺上的兩根劃尺,使△形指針隨試樣細(xì)頸上的兩標(biāo)記而動(dòng),直至試樣斷裂。記錄指示盤讀數(shù)和兩劃尺之間的距離。
6) 按回行開關(guān),將下夾具回復(fù)到原來位置,并把指示盤指針撥回零位,開始第二次試驗(yàn)。
4、影響塑料拉力機(jī)拉伸試驗(yàn)的因素
拉伸性能試驗(yàn)需要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和確認(rèn),當(dāng)然在檢測(cè)過程中也不可避免的產(chǎn)生誤差。這其中內(nèi)在原因包括塑料組分的變化、分子量計(jì)算的大小及分布、分子結(jié)構(gòu)的評(píng)估、分子取向程度、內(nèi)部缺陷等因素。而外在可能的影響因素有試驗(yàn)儀器的選擇、試樣制備與處理、試驗(yàn)的環(huán)境、檢測(cè)人員的素質(zhì)、操作過程、數(shù)據(jù)處理的方式等等因素。
二、塑料拉力機(jī)測(cè)試塑料的彎曲強(qiáng)度
1、塑料拉力機(jī)測(cè)試塑料的彎曲強(qiáng)度基本概念:
撓度:彎曲試驗(yàn)過程中,試樣跨度中心的定面或底面偏離原始位置的距離。
彎曲應(yīng)力:試樣在彎曲過程中的任意時(shí)刻,中部截面上外層纖維的最大正應(yīng)力。
彎曲強(qiáng)度:在到達(dá)規(guī)定撓度值時(shí)或之前,負(fù)荷達(dá)到最大值時(shí)的彎曲應(yīng)力。
定撓彎曲應(yīng)力:撓度等于試樣厚度1.5倍時(shí)的彎曲應(yīng)力。
彎曲屈服強(qiáng)度:在負(fù)荷-撓度曲線上,負(fù)荷不增加而撓度驟增點(diǎn)的應(yīng)力。
2、塑料拉力機(jī)測(cè)試塑料的彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)原理:
試驗(yàn)時(shí)將一規(guī)定形狀和尺寸的試樣置于兩支坐上,并在兩支坐的中點(diǎn)施加一集中負(fù)荷,使試樣產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和變形。這種方法稱靜態(tài)三點(diǎn)式彎曲試驗(yàn)。
3、影響塑料彎曲強(qiáng)度因素
① 跨厚比
② 應(yīng)變速率
③ 加載壓頭圓弧和支座圓弧半徑
④ 溫度
⑤ 操作影響
4、測(cè)試塑料彎曲強(qiáng)度條件:
試樣可采用注塑、模塑、或板材經(jīng)機(jī)械加工制成矩形截面試樣。
試樣尺寸:標(biāo)準(zhǔn)試樣長(zhǎng)(l)寬(b)厚(d)模塑大試樣120±215± 0.210± 0.2模塑小試樣55 ±16± 0.24± 0.2板材試樣10d ±2015± 0.2d板材試樣厚度為1~10mm;每組試樣不少于5個(gè)。
5、試驗(yàn)條件
試驗(yàn)跨度: 10d± 0.5
試驗(yàn)速度:2.0± 0.4mm/s(標(biāo)準(zhǔn)試樣)
6、塑料拉力機(jī)彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)夾具
6、試驗(yàn)計(jì)算公式
式中:Xi :?jiǎn)蝹€(gè)測(cè)定值
:一組測(cè)定值的算術(shù)平均值;
n :測(cè)定值個(gè)數(shù)。
7、塑料拉伸強(qiáng)度測(cè)定數(shù)據(jù)的記錄與處理
1)實(shí)驗(yàn)材料:pp
2)實(shí)驗(yàn)溫度: 15℃
3)試樣類別:板材
4)拉伸速度:100mm/min
5)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理:
8、影響塑料彎曲強(qiáng)度因素
1)跨厚比2)應(yīng)變速率
3)加載壓頭圓弧和支座圓弧半徑
4)溫度
5)操作影響
6)跨厚比