塑料機(jī)械力學(xué)性能
1、密度與比重
塑料的比重是在一定的溫度下,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值,單位為g/cm3,常用液體浮力法作測定方法.
在質(zhì)量相同的條件下,密度越輕,根據(jù)ρ=m/V,比重越小,在等體積,價格相同的情況下,比重越小的材料可以制造的產(chǎn)品越多,單個產(chǎn)品的材料成本也就越低,而且可以減少產(chǎn)品的重量,節(jié)省運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用。所以,比重是非常重要的屬性。特別是在塑料代替金屬等材料的時候,是特別大的一個優(yōu)勢。
2、拉伸/彎曲
在拉伸性能的測試中,通常的測試項(xiàng)目為拉伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉伸屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率、拉伸彈性模量,彎曲模量/彎曲強(qiáng)度等。
拉伸測試:測定高聚物材料的基本物性,對材料施加應(yīng)力后,測出變形量,求出應(yīng)力,應(yīng)力應(yīng)變曲線是普通的方法。將樣條的兩端用器具固定好,施加軸方向的拉伸荷重,直到遭破壞時的應(yīng)力與扭曲。
彈性模量:E=( F/S)/(dL/L)(材料在彈性變形階段,其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系)彈性模量”是描述物質(zhì)彈性的一個物理量,是一個總稱,包括“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。
拉力試驗(yàn)機(jī)
彈性模量的意義:彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù),從宏觀角度來說,彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度,從微觀角度來說,則是原子、離子或分子之間鍵合強(qiáng)度的反應(yīng)。
強(qiáng)度:材料在載荷作用下抵抗塑性變形或被破壞的大能力。
屈服強(qiáng)度:材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力
拉伸強(qiáng)度:在拉伸試驗(yàn)中,試樣直至斷裂為止所承受的大拉伸應(yīng)力。
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。
拉伸斷裂應(yīng)力:σt-εt曲線上斷裂時的應(yīng)力。
拉伸屈服應(yīng)力:σt-εt曲線上屈服點(diǎn)處的應(yīng)力。
斷裂伸長率:試樣斷裂時,標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距之比。
屈服點(diǎn):σt-εt曲線上σt不隨εt增加的初始點(diǎn)。
注:
E越大,說明材料越硬,相反則越軟;
σb或σy越大,說材料越強(qiáng),相反則越弱;
εb或S越大,說明材料越韌,相反則越脆
3、沖擊
定義:擺錘打擊簡支梁試樣的中部,使試樣受到?jīng)_擊而斷裂,試樣斷裂時單位面積或單位寬度所消耗的沖擊功即為沖擊強(qiáng)度。
意義:沖擊韌性是描述高分子材料在高速碰擊下所呈現(xiàn)的堅(jiān)韌程度,或抗斷裂能力。一般來說,沖擊韌性包括兩個方面:受沖擊后的變形能力以及扛斷裂能力,前者一般用斷裂伸長率表示,而后者一般用沖擊強(qiáng)度來表示。
沖擊強(qiáng)度計(jì)算公式: E=A/bd
A:表示沖動時所消耗的功 ;b/d分別表示受沖擊部位的寬和厚;E即為沖擊強(qiáng)度
沖斷試樣所消耗的功一般分為以下幾個方面:
使試樣產(chǎn)生破裂的裂紋
使其中某些裂紋發(fā)展貫穿整個試樣而斷開
使裂紋附近的聚合物發(fā)生形變
使斷開的試樣片段飛出去
少量的克服空氣阻力以及機(jī)械零件之間的摩擦力
注:一般來說,在被破壞前所吸收的沖擊能越大,斷裂伸長也越大,材料的沖擊韌性越好。
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