材料的拉伸性能测试.doc
材料化学专业设计性实验材料的拉伸性能测试 姓名： 班级： 学号： 同组人： 实验时间：6月19日 指导老师： 前言PET塑料：聚对苯二甲酸类塑料，自诞生以来被越来越多的使用，如今PET塑料在1.薄膜片材方面2.包装瓶的应用3.电子电器4.汽车配件5.机械设备6.PET塑料的成型加工等方面有着广泛的应用。随着PET回收技术的成熟，在日益关注环境安全的现在和将来，PET塑料的应用前景更加广泛。伴随着PET塑料进军工程机械与汽车制造领域，PET的力学性能越来越受到人们的关注，本实验通过拉伸试验，测试不同速度下的PET塑料的力学性能优劣。实验目的：1.熟悉高分子材料拉伸性能测试【1】标准条件和测试原理2、掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法3、考察拉伸速度对聚合物力学性能的影响4、对比不同聚合物的力学性能实验原理【2】：拉伸试验是在规定的试验温度、试验速度和湿度条件下，对标准试样沿其纵轴方向施加拉伸载荷，直到试样被拉断为止。基本公式： （213） （214） （215） 式中，伸长率即应变；为应力；为样品某时刻的伸长；为初始长度；为初始横截面积；为拉伸力；为拉伸模量。 聚合物的拉伸性能可通过其应力应变曲线来分析，典型的聚合物拉伸应力应变曲线如图228（左）所示。在应力应变曲线上，以屈服点为界划分为两个区域。屈服点之前是弹性区，即除去应力后材料能恢复原状，并在大部分该区域内符合虎克定律。屈服点之后是塑性区，即材料产生永久性变形，不再恢复原状。根据拉伸过程中屈服点的表现，伸长率的大小以及其断裂情况，应力应变曲线大致可分为如图228（右）所示的五种类型：软而弱；硬而脆；硬而强；软而强；硬而韧。 图228 五种典型聚合物拉伸应力应变曲线1软而弱；2硬而脆；3硬而强；4软而强；5硬而韧实验仪器与药品：仪器设备万能电子拉力，游标卡尺、直尺。万能电子拉力机测试主体结构示意图，如图229所示。图229万能电子拉力机测试主体结构示意图1传感器；2主架；3横梁控制器；4夹具；5横梁；6记录仪；7控制台开关；8控制面板；9显示屏实验药品：PET塑料拉伸样条：哑铃型样条，测试标准：GB 13022-91。样条如下：实验步骤：1用游标卡尺或测微计测每块试片的宽度和厚度。算出横截面最小处的截面积并将数值记录。2选择拉伸速度150mm/min3调整试验机负荷测量单元和变形测量单元零点，然后调整两个但愿标定值。4选择合适夹具，调整夹具距离。5夹牢样品6选择XY记录仪量程零点，打下记录仪。7按横显调零键，横梁复位，开始拉伸，按最大保持键记录最大拉伸力，绘制载荷形变曲线。8试样断裂，停止读出最大负荷值和拉伸伸长值。9下降复位，重复5-8测两次10把速度改为200/300/400mm/min重复三次。数据记录：实验温度30OC样品拉伸速度mm/mind/mmb/mmbd/mm2P/NL0/mmL/mm/PatPET1500.2946.41.8821128490.47595112.77%2000.3086.41.978592拉伸失败3000.2936.41.87599.09395.05528002.20%4000.2936.41.875103.09395.38549332.56%所用公式：=P/(bd)*104 (Pa)=(L-L0)/L0*100%实验结果讨论1实验第二组，即拉伸速度为200mm/min时的实验失败，实验数据不可取。主要的原因可能是：装样品时，样品有些倾斜；样品有缺陷等。2由实验所得结果，可以看出：所测样品的断裂伸长率较小，弹性模量较大，说明样品是硬而脆的材料；随着实验拉伸速度的增大，在150-300mm/min变化时，拉伸强度有所下降，说明材料力学性能降低，而300mm/min后随着速度增加拉伸强度又有所升高，力学性能较速度低时的好。有次可以看出，拉伸速度能在一定程度上反映材料的性能，选择材料时，要看情况而选择不同性能的材料。3实验应力应变曲线见附图。实验小结1从本次实验中，再一次巩固了用微机控制万能试验机测定材料拉伸强度的方法。2通过本次实验，进一步掌握了拉伸试验机的工作原理和拉伸试验的操作方法。3了解了此次所用样品“PET塑料”的一些性能。参考文献1方钦志,李慧敏,欧阳小东,赵泳.图像相关法在高分子材料拉伸性能研究中的应用J.实验力学,2006,04:459-466.2钟荣，周丹.材料化学专业实验讲义J.2014，1：30-31.3百度文库.附图：第一组检测结果报表GB 13022-91 塑料 薄膜拉伸性能试验方法检测单位:质检部客户名称:生产部批 号:11023314-1试样名称:235温 度:30编 号:20193604规 格:标准湿 度:60%形状: 矩形 宽度:6.400mm 厚度:0.294mm 面积: 1.882mm2 原始标距: 84mm 最大力: 112.0N 拉伸强度: 59.511MPa 拉伸断裂应力: 59.5MPa 拉伸屈服应力: -MPa断裂伸长率: 2.77% 屈服伸长率: -% 弹性模量: 2746.7MPa 试验员: 试验日期:2014-06-19 应力-应变曲线0.000MPa62.50050.00037.50025.00012.5000.000 0.1000.0800.0600.0400.020第二组：检测结果报表GB 13022-91 塑料 薄膜拉伸性能试验方法检测单位:质检部客户名称:生产部批 号:11023314-2试样名称:235温 度:30编 号:20193604规 格:标准湿 度:60%形状: 矩形 宽度:6.400mm 厚度:0.308mm 面积: 1.971mm2 原始标距: 92mm 最大力: 85.0N 拉伸强度: 43.125MPa 拉伸断裂应力: 22.3MPa 拉伸屈服应力: -MPa断裂伸长率: 123.67% 屈服伸长率: -% 弹性模量: 2333.8MPa 试验员: 试验日期:2014-06-19 应力-应变曲线0.000MPa45.30036.24027.18018.1209.0600.000 1.3501.0800.8100.5400.270第三组：检测结果报表GB 13022-91 塑料 薄膜拉伸性能试验方法检测单位:质检部客户名称:生产部批 号:11023314-3试样名称:235温 度:30编 号:20193604规 格:标准湿 度:60%形状: 矩形 宽度:6.400mm 厚度:0.293mm 面积: 1.875mm2 原始标距: 93mm 最大力: 99.0N 拉伸强度: 52.800MPa 拉伸断裂应力: 52.8MPa 拉伸屈服应力: -MPa断裂伸长率: 2.20% 屈服伸长率: -% 弹性模量: -1.$MPa 试验员: 试验日期:2014-06-19 应力-应变曲线0.000MPa55.50044.40033.30022.20011.1000.000 0.1000.0800.0600.0400.020第四组：检测结果报表GB 13022-91 塑料 薄膜拉伸性能试验方法检测单位:质检部客户名称:生产部批 号:11023314-4试样名称:235温 度:30编 号:20193604规 格:标准湿 度:60%形状: 矩形 宽度:6.400mm 厚度:0.293mm 面积: 1.875mm2 原始标距: 93mm 最大力: 103.0N 拉伸强度: 54.933MPa 拉伸断裂应力: 54.9MPa 拉伸屈服应力: -MPa断裂伸长率: 2.56% 屈服伸长率: -% 弹性模量: -1.$MPa 试验员: 试验日期:2014-06-19 应力-应变曲线0.000MPa57.70046.16034.62023.08011.5400.000 0.1000.0800.0600.0400.020
