1、實驗三應力一一應變曲線實驗、實驗目的1.了解高聚物在室溫下應力一一應變曲線的特點。并掌握測試方法。2.了解加荷速度對實驗的影響。3.了解電子拉力實驗機的使用。二、實驗意義及原理：高聚物能得到廣泛應用是因為它們具有機械強度。應力-應變實驗是用得最廣泛得力學性能模量，它給塑料材料作為結構件使用提供工程設計得主要數據。但是由于塑料受測量環境和條件的影響性能變化很大，因此必須考慮在廣泛的溫度和速度范圍內進行實驗?？箯垙姸韧ǔＲ运芰显嚇邮芾鞈χ敝涟l生斷裂時說承受的最大應力cm來測量。影響抗張強度的因素除材料的結構和試樣的形狀外，測定時所用的溫度、濕度和拉力速度也是十分重要的因素。為了比擬各種材料的強

2、度，一般拉伸實驗是在規定的實驗溫度、濕度和拉伸速度下，對標準試樣兩端沿其縱軸方向實加均勻的速度拉伸，并使破壞，測出每一瞬間時說加拉伸載荷的大小與對應的試樣標線的伸長，即可得到每一瞬間拉伸負荷與伸長值形變值，并繪制除負荷- 形變曲線。如6 1所示：BS6-1拉伸時的負荷形變伸線試樣上所受負荷量的大小是由電子拉力機的傳感器測得的。試樣性變量是由夾在試樣標線上的引申儀來測得的。負荷和形變量均以電信號輸送到記錄儀內自動繪制出負荷一一應變 曲線。有了負荷一一形變曲線后，將坐標變換，即所得到應力一一應變曲線。如6-2所示：負荷MP/(kg)B6-2!i伸時應力(S變曲18應力：單位面積上所受的應力，用b

3、表示：P,八2a=-(KG/cm )SP拉伸實驗期間某瞬間時施加的負荷S試件標線間初始截面積 應變：拉伸應力作用下相應的伸長率。用2表示，以標距為根底，標距試樣間的距離(拉伸前引伸儀兩夾點之間距離)。Z=0*100%= *100% LoLL0拉伸前試樣的標距長度L實驗期間某瞬間標距的長度 L實驗期間任意時間內標距的增量即形變量。除用引申儀測量外還可以用拉伸速度V1記錄紙速度V2和記錄紙位移 l測量，并求得2。AL= L L0= V1*t = V1* A1/V2假設塑料材料為脆性：那么在a點或Y點就會斷裂，所以應是具有硬而脆塑料的應力一一應 變曲線。此圖是具有硬而韌的塑料的應力一一應變曲線，由圖

4、可見，在開始拉伸時，應力與應變成直線關系即滿足胡克定律，如果去掉外力試樣能恢復原狀，稱為彈性形變。一般認為這段形變是由于大分子鏈鍵角的改變和原子間距的改變的結果。對應a點的應力為該直線上的最大應力(b a)，稱為為彈性模量用E表示：E = A (T / = tgab曲線線性局部某應力的增量 & 與 b 對應的形變增量 對于軟而脆的塑料曲線右移直線斜率小，彈性模量小。Y點稱為屈服點，對應點的應力為屈服極限，定義為在應力一一應變曲線上第一次出現 增量而應力不增加時的應力。當伸長到Y點時，應力第一次出現最大值即 b 稱為屈服極限或應力6k/cm2屈服應力，此后略有降低，在Y點以后再去掉外力試

5、樣便不能恢復原狀就產生了塑性變形。一般認為塑料變形包括分子鏈相互的滑移和分子鏈段段的取向結晶，對常溫下處于玻璃態的塑料的不可逆變形。伸長率稱為屈服伸長率。B點為斷裂點，b點的應力為斷裂應力或極限強度，它隨材料結構不同，在拉伸過程中 有無取向結晶形成。它可能高于屈服點，也可能低于屈服點。因此計算材料的抗張強度時應 該是應力一一應變曲線上最大的應力點cm。伸長率稱為斷裂伸長率或極限伸長率。三、實驗儀器采用RGT-10型微電子拉力機。最大測量負荷10KN，速度0.011500mm/min,試驗類型有拉伸、壓縮、彎曲等。四、試樣制備拉伸實驗中所用的試樣依據不同材料可按國家標準GB 1040 70加工成

6、不同形狀和尺寸。本實驗采用啞鈴型樣條如下列圖：每組試樣應不少于5個。試驗前，需對試樣的外觀進行檢查，試樣應外表平整，無氣 泡、裂紋、分層和機械損傷等缺陷。另外，為了減小環境對試樣性能的影響，應在測試前將 試樣在測試環境中放置一定時間，使試樣與測試環境到達平衡。一般試樣越厚，放置時間應越長，具體按國家標準規定。取合格的試樣進行編號，在試樣中部量出10cm為有效段，做好記號。在有效段均勻取3點，測量試樣的寬度和厚度，取算術平均值。對于壓制、壓注、層壓板及其他板材測量精 確到0.05mm ;軟片測量精確到0.01mm ;薄膜測量精確到0.001mm。五、試驗步驟1.接通試驗機電源，預熱15min。2

7、.翻開電腦，進入應用程序。圖3-3 5種類型聚合物的應力-應變曲線a軟而弱，b硬而脆c硬而強，d軟而韌，e硬而韌3 .選擇試驗方式拉伸方式，將相應的參數按對話框要求輸入，注意拉伸速度，拉伸速度應為使試樣能在0.5 5min試驗時間內斷裂的最低速度。本實驗試樣為PET薄膜，可采 用100mm/mnt 勺速度。4 .按上、下鍵將上下夾具的距離調整到10cm。并調整自動定位螺絲。將距離固定。記錄試樣的初始標線間的有效距離。5 .將樣品在上下夾具上夾牢。夾試樣時，應使試樣的中心線與上下夾具中心線一致。6 .在電腦的本程序界面上將載荷和位移同時清零后，按開始按鈕，此時電腦自動畫出載荷-變形曲線。7.試樣

8、斷裂時，拉伸自動停止。記錄試樣斷裂時標線間的有效距離8 .重復 37 操作。測量下一個試樣。9 .測量實驗結束，由“文件菜單下點擊“輸出報告，在出現的對話框中選擇“輸出到EXCEL。然后保存該報告。六、數據處理1.斷裂強度 b t 的計算：b t=: P/bd: xio4pa式中 P一最大載荷由打印報告讀出，N;b一試樣寬度，cmd試樣厚度,cm2.斷裂伸長率 &計算：軒L L。/L o : X100%式中 L。一試樣的初始標線間的有效距離。L一試樣斷裂時標線間的有效距離。把測定所得各值列入下表，計算，算出平均值，并和電腦計算的結果進行比擬。編號d/cmb/cmbd/cm2P/NL o /cmL/cmb t/Pat12345平均 b t=打印報告中平均 b t=二者偏差率=I b t b t| x100%=平均 軒打印報告中平均 &=二者偏差率=I t 一礦| X100%=考前須知：1為了儀器的平安，測試前應根據自己試樣的長短，