塑料機械力學性能詳解

塑料機械力學性能
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.
在質量相同的條件下，密度越輕，根據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品越多，單個產品的材料成本也就越低，而且可以減少產品的重量，節省運輸等費用。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，是特別大的一個優勢。
 
2、拉伸/彎曲
在拉伸性能的測試中，通常的測試項目為拉伸應力、拉伸強度、拉伸屈服強度、斷裂伸長率、拉伸彈性模量，彎曲模量/彎曲強度等。
 
拉伸測試：測定高聚物材料的基本物性，對材料施加應力后，測出變形量，求出應力，應力應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，直到遭破壞時的應力與扭曲。
彈性模量：E=( F/S)/(dL/L)（材料在彈性變形階段，其應力和應變成正比例關系）彈性模量”是描述物質彈性的一個物理量，是一個總稱，包括“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。
 
拉力試驗機
彈性模量的意義：彈性模量是工程材料重要的性能參數，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度的反應。
強度：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或被破壞的大能力。
屈服強度：材料發生明顯塑性變形的抗力
拉伸強度：在拉伸試驗中，試樣直至斷裂為止所承受的大拉伸應力。
拉伸應力：試樣在計量標距范圍內，單位初始橫截面上承受的拉伸負荷。
拉伸斷裂應力：σｔ－εｔ曲線上斷裂時的應力。
拉伸屈服應力：σｔ－εｔ曲線上屈服點處的應力。
斷裂伸長率：試樣斷裂時，標線間距離的增加量與初始標距之比。
屈服點：σｔ－εｔ曲線上σｔ不隨εｔ增加的初始點。
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，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，使試樣受到沖擊而斷裂，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度。
意義：沖擊韌性是描述高分子材料在高速碰擊下所呈現的堅韌程度，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度來表示。
沖擊強度計算公式： 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即為沖擊強度
沖斷試樣所消耗的功一般分為以下幾個方面：
使試樣產生破裂的裂紋
使其中某些裂紋發展貫穿整個試樣而斷開
使裂紋附近的聚合物發生形變
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。