拉伸、弯曲、冲击测试.ppt

-1-,拉伸性能测试,-2-,1.1拉伸性能（Tensile Properties）,拉伸应力： = F/A 伸长率： = L/L100%,塑料材料的拉伸应力应变曲线,拉伸应力应变的计算,为了测定高聚物材料的基本物性，对材料施加应力后，测出变形量，求出应力，应力应变曲线是最普通的方法。将样条的两端用器具固定好，施加轴方向的拉伸荷重，直到遭破坏时的应力与扭曲的计算方法即为拉伸试验。,一、认识-拉伸,-3-,一、认识-拉伸,1.2拉伸样条,宽度,ISO/GB拉伸条,模压拉伸条（大变形）,ASTM拉伸条,标距,厚度,50mm我司不用大变形时采用110mm,4mm,10mm,12.7mm,3.2mm,50mm我司不用大变形时采用110mm,实际尺寸,实际尺寸,20mm,-4-,二、理解 -拉伸,2.1定义： 2.1.1 拉伸强度： 在拉伸试验中试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力。 2.1. 2拉伸断裂应力： 在试验试样断裂时的拉伸应力。 2.1.3 拉伸屈服应力： 在拉伸应力应变屈服点处的应力。,-5-,二、理解 -拉伸,2.1.4 拉伸应变： 原始标距单位长度的增量，适用于屈服点以前的的应变，用百分数据表示(%) 2.1.5 屈服拉伸应变： 在屈服应力时的拉伸应变，用百分数据表示(%) 2.1.6 断裂拉伸应变： 试样在未出现屈服而断裂时相对应的拉伸应变，用百分数据表示(%),-6-,二、理解 -拉伸,2.1.7 拉伸强度拉伸应变： 试样在未出现屈服或强度就在屈服点时，与拉伸强度相对应的位伸应变，用百分数据表示(%) 2.1.8 拉伸标称应变： 两夹具之间距离单位原始长度的增量，适用有屈服后的应变，用百分数据表示(%),-7-,二、理解 -拉伸,2.1.9 断裂标称应变： 试样在屈服后断裂时，与拉伸断裂应力相对应的拉伸标称应变，用百分数据表示(%) 2.1.10 拉伸强度标称应变： 拉伸强度出现在屈服点后时，与拉伸强度相对应的拉伸标称应变，用百分数据表示(%),-8-,二、理解 -拉伸,2. 2.拉伸公式： 2.2.1 其中-拉伸强度（单位：MPA） P-最大负荷或屈服负荷（单位：N） b-试样宽度（单位：mm) d-试样厚度（单位：mm) 2.2.2 其中-断裂伸长率（单位：%） G0 -试样原始标距（单位：mm) G -试样断裂时标线间距离（单位 mm),-9-,二、理解 -拉伸,2.3.1 GB（型）和ISO （型） 标准样条：,-10-,二、理解 -拉伸,2.3.2.DIN和ISO （型） 标准样条：,-11-,2.4 拉伸应力-应变曲线,二、理解 -拉伸,-12-,2.5拉伸的试验速度应从下列速度中选择其一，要求保证试样能在0.55.0min试验时间内断裂的最低速度。 1.速度A： 1mm/min20% 2.速度B： 2mm/min20% 3.速度C： 5mm/min20% 4.速度D： 10mm/min20% 5.速度E： 20mm/min10% 6.速度F： 50mm/min10% 7.速度G： 100mm/min10% 8.速度H： 200mm/min10% 9.速度I： 500mm/min10%,二、理解 -拉伸,-13-,三、难点 -拉伸,3.1 测试及注意的问题： 3.1.1 试样放置时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线相重 合，并且要松紧适宜，以防止试样滑拖或断在夹具内。 3.1.2 开户选择好标准及速度，一般用50mm/min，增强料.加玻纤可用10mm /min，PVC软胶体用100mm/min。 3.1.3 测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确到0.1mm. 每个试样测量3点，取算术平均值。 3.1.4 当试样在夹具内出现滑移或在距夹具10mm以内断裂或由于有明显缺陷导致过早破坏时，得出的数据不应用来分析结果，应另取试样重新测试。 3.1.5 样条放置(见图如下),-14-,二、理解 -拉伸,试样纵轴与上下夹具中心连线相重合,-15-,三、难点 拉伸,3.2、压片拉伸测试 为了精确的测试出伸长率，我们应该用大变形传感器，样条的标距为20mm。样条的尺寸按卡尺量出的实际尺寸（4mm2mm). 使用10KN拉伸机，-50mm/min（大变形）,-16-,三、难点 拉伸,-17-,三、难点 拉伸,小样条选用长度：20/25MM 大样条选用长度：50MM,大变形条放置,-18-,二、理解 -拉伸,试样纵轴与上下夹具中心连线相重合,-19-,弯曲性能测试,-20-,一、认识-弯曲,ISO/GB弯曲条,ASTM弯曲条,DIN弯曲条,宽度,厚度,跨距,10mm,4mm,64mm,12.7mm,3.2mm,51.2mm,10mm,4mm,40mm,1.弯曲样条,-21-,二、理解 弯曲,2.1、定义： 2.1.1 弯曲强度: 试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力，（单位：MPa） 2.1.2 挠度： 在弯曲的过程式中，试样跨度中心的顶面或底面偏离原始位置的距离。（单位：mm),-22-,二、理解 弯曲,2.1.3 弯曲模量:应力差与对应应变差的比： （单位：MPa） 2.1.4 原理: 把试样支撑成横梁,使其在跨度中心以恒定速度弯曲,直到试样断裂或变化到预定值，测量该过程中试样施加的力。,-23-,二、理解 弯曲,2.2.1 公式： 其中：f-弯曲应力（单位：MPA） F-施加的力（单位：N） L-跨度 （单位：mm) b-试样的宽度（单位：mm) h-试样的厚度（单位：mm),-24-,二、理解 弯曲,2.2.2 公式： 其中： Ef-弯曲模量（单位：MPA） -分别表示在ef2=0.0025、 ef1=0.0005时的弯曲应力 。 -分别表示0.0025与0.0005的应变.,-25-,二、理解 弯曲,2.3 弯曲示意图,-26-,二、理解 弯曲,2.4 弯曲测试对支座与压头的要求： 两个支座和中心压头的位置如上图所示，支座和压头的平行度应在0.02mm以内。 压头半径R1=5.0mm 0.1mm（我司现采用的半径） R2=2.0mm 0.2mm （试样厚度3mm) R3=5.0mm 0.2mm （试样厚度3mm) 跨度L应为可调节。,-27-,2.5典型弯曲应力与应变曲线和规定挠度的曲线,-28-,二、理解 弯曲,2.6 弯曲测试及注意问题 1、测量试样中间平行部分的宽度（精确到0.1mm）和厚度（0.01mm).每个试样测量2点，取算术平均值。剔除厚度超过平均允差的5%的试样，并随机选取试样取代。 2、开户选择相应的尺寸、速度我司(除有要求外）一般选用2mm/min。（PP料用拉伸条测试。） 3、测试过程式中规定挠度为1.5倍的厚度. 4、测试过程中，弯曲样条应在中间三分之一段之内断裂才有效。,-29-,二、理解 弯曲,跨距： 51.2MM,多出两端 距离约等,试样平行松 紧有度放于压头中间,弯曲（ASTM）放置见图如下：,-30-,二、理解 弯曲,跨距： 64MM,R5压头,试样平行松 紧有度放于压头中间,弯曲（GB/ISO）放置见图如下：,-31-,三、难点 弯曲,3.1 .DIN标准弯曲强度： 样条用普通的GB 样条尺寸（10mm4mm） 测试速度：14mm/min 跨 距：40mm 3.2. DIN弯曲模量： 样条还是用普通的GB样条尺寸：（10mm4mm） 测试速度：2mm/min 跨 距：40mm,-32-,冲击性能测试,-33-,1.1冲击强度（Impact Strength）,Izod冲击试验仪,Charpy冲击试验仪,Izod冲击试验和Charpy冲击试验均属摆锤测定法，不同的是Izod冲击试验是将样条的一端垂直夹住，而Charpy冲击试验是将样条两端水平夹住，但基本原理二者相同。,高分子材料在一般情况下，遇到冲击较易发生破裂。即同样大小的作用力，当缓慢地作用在高分子样条上时，不会产生破裂，但当突然快速作用时，样条就会破裂。 冲击强度表现为样条或制件承受冲击的程度，通常泛指样条在产生破裂前所吸收的能量。冲击强度随样条形态、试验方法及试验条件表现出不同的价值，因此不能归为材料的基本性质。,一、认识-冲击,-34-,1.2.冲击样条,ISO/GB样条,ASTM冲击条,DIN冲击条,宽度,厚度,摆锤高度,432mm,610mm我司为方便测试选用590,3.2mm,10mm,4mm,590mm,8mm,6mm,4mm,一、认识-冲击,-35-,二、理解 冲击,2.1、定义： 1.1 悬臂梁缺口冲击强度：缺口试样在悬臂梁冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始横截面积之比（单位：kJ/m2) 1.2 完全破环CB：试样断开成两段或多段。 1.3 铰链破环HB:断裂的试样由没有刚性的很薄表皮连在一起的一种不完全破环. 1.4 部分破环PB:初铰链破环外的不完全破环.) 1.5 不破环NB:未发生破坏，只是弯曲变形，可能有应力发白的现象产生。,-36-,二、理解 冲击,2.2.悬臂梁冲击原理： 由已知能量的摆锤一次冲击支撑成垂直悬臂梁的试样，测量试样破坏时所吸收的能量。冲击线到试样夹具为固定距离，对于缺口试样，冲击线到缺口中心线为固定距离。,-37-,2.3简支梁冲击原理：用已知能量的摆锤打击支承成水平梁的试样，有摆锤一次冲击使试样破坏。冲击线位于两支座正中，若为缺口试样则冲击线应正对缺口，以冲击前、后摆锤的能量差，确定试样在破坏是所吸收的能量然后按试样原始面积计算其冲击强度。,二、理解 冲击,-38-,二、理解 冲击,2.4.1公式（GB/ISO）： 2.4.2公式（ASTM）： 其中：W-破坏试样所吸收并经过修正后的能量（单位:J) b-试样的宽度（单位：mm) h-试样的厚度 （单位：mm),-39-,二、理解 冲击,2.5悬臂梁摆锤冲击试验机的能量要求,-40-,2.6简支梁摆锤冲击试验机的能量要求,二、理解 冲击,-41-,二、理解 冲击,2.6.1 A型缺口的形状与 尺寸（GB/ISO）4mm8mm,悬臂梁与简支梁冲击均可以用此样条测试,-42-,二、理解 冲击,2.6.2 目前我公司采用的是A型：,-43-,二、理解 冲击,2.7 冲击测试及注意问题： 1、测试前首先先要对仪器进行校准，调零，以便消除磨擦损失的能量。每个样测量5点。 2、检查电源线连接是否正常，电线和插座有无裸露，连接电源，打开液昌显示进入主画面。 3、选择相应的打击头与夹具，测量样条尺寸，输入样品的厚度和宽度。,-44-,缺口底部与支座表面在一个平面,二、理解 冲击,冲击条放置,-45-,三、难点 冲击,3.1.1 DIN样条的准备：将4mm*6mm的样条用“N刀片将样条的中间部位4mm厚切掉1/3的厚即为2.67mm。 3.1.2 冲击仪器的调试：将打击头换成简支梁专用打击头，增加砝码变能量，使能量为4J（选择程序4的第二个能量），摆锤调到432mm高度，最后对仪器进行校正，校正合格后开始试验。 3.1.3 冲击样条输入尺寸(2.67mm*6mm)跨距40mm,-46-,三、难点 冲击,3.2 试样类型、尺寸、跨距（简支梁）,-47-,跨距：ISO/GB用 DIN用40MM,正面朝左,/DIN无缺口冲击,-48-,跨距： ,缺口朝左,缺口冲击,-49-,参考资料,1.拉伸性能 GB/T 1040.1/2-2006 塑料拉伸性能试验方法 ASTM D638-2003 塑料拉伸性能标准测试方法 ISO 527.1/2-1993 塑料拉伸性能测试 2.弯曲性能 GB/T 9341-2000 塑料弯曲性能试验方法 ASTM D790-2008 增强和非增强塑料及电子绝缘材料弯曲性能标准试验方法 ISO 178：2001（E） 塑料弯曲性能试验方法 3.冲击性能 GB/T 1043.1-2008 硬质塑料简支梁冲击试验方法 GB/T 1843-2008 塑料悬臂梁冲击试验方法 ASTM D256-2006 悬臂梁冲击测试标准试验方法 ISO 179-2000 塑料简支梁冲击性能测试 ISO 180-2000 塑料悬臂梁冲击性能标准测试方法,-50-,谢谢您的聆听！,