电子拉力试验机测定聚合物的应力-应变曲线

 聚合物在拉力下的应力-应变测试是一种广泛使用的zui基础的力学试验，聚合物的应力-应变曲线提供力学行为的许多重要线索，利用拉力试验机测试力学性能从而得到有用的表征参数（杨氏模量、屈服应力、屈服伸长率、破坏应力、极限伸长率、断裂能）以评价材料抵抗载荷、抵抗变形和吸收能量的性质优劣；从宽广的试验温度和试验速度范围内测得的应力-应变曲线，有助于判断聚合物材料的强弱、硬软、韧脆和粗略估计聚合物所处的状态与拉伸取向过程，以及为设计和应用部门选取*材料而提供科学依据。

   电子拉力机是将聚合物材料的刺激（载荷）和响应（变形）由换能装置转变为电信号传入自动记录仪，扫描出载荷-变形（或载荷-时间）曲线，经计算处理后，可得到应力-应变曲线。电子拉力机除了应用于力学试验中zui常用的拉伸试验外，还可进行压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离以及疲劳、应力松弛等各种力学试验，是测定和研究聚合物材料的力学行为和机械性能的有效手段。

   一、目的要求

   1.熟悉电子拉力试验机的使用。

   2.测定聚合物的载荷p-时间t曲线，计算各种拉伸力学性能。

   3.观察裂纹和裂缝现象。

   二、原理

   拉伸试验是在规定的试验温度、湿度与速度条件下，对标准试样沿其纵轴方向施加拉伸载荷，并使其破坏。拉伸时，试样在纵轴方向受到的标称应力σ为

                      σ=P/A₀                                             （1）

式中，p为拉伸载荷；A₀为试样的初始截面积。试样的伸长率，即应变ε为

                     ε=ΔL/L₀                             （2）

式中，L₀为试样标线间的初始长度；ΔL为拉伸后试样标线间原长的增量。根据拉伸过程中屈服点的表现、伸长率大小及其断裂情况，应力-应变曲线大致可分为五种类型；①软而弱；②硬而脆；③硬而强；④软而韧；⑤硬而韧（图30-1）。但是，随着试验条件（温度、湿度、速度）的变化，聚合物的应力-应变行为可以发生脆性-韧性互变，这是聚合物材料具有粘弹性的缘故。

图30-1 聚合物的拉伸应力-应变曲线类型

（a）软而弱 （b）硬而脆 （c）硬而强 （d）软而韧 （e）硬而韧

   在σ-ε曲线上，以屈服点Y为界划分为两个区域，屈服点之前是弹性区，即除去应力，材料能恢复原状；屈服点之后是塑性区，即材料产生*变形，不再恢复原状（图30-2）。因而，我们也可将聚合物的拉伸力学性能分为弹性区的力学性能（图30-3）。

（a）                                                       （b）

（a）弹性区与塑性区 （b）弹性应变εe

                  更多请下载资料！