物理机械性能培训教材

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物理机械性能测试 培训教材

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目录1.冲击试验 2.拉伸试验方法 3.弯曲试验方法 4.熔融指数测试 5.密度测试方法 6.热变形通用测试方法 7.硬度计测试方法 8.UL-94 V0 V1 V2 9.ASTM与ISO样条的区别

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1.冲击试验 按冲击方式可分为:悬臂梁和简支梁 按试验后试验片破坏的结果可分为:完全破坏,部分破坏,无破坏 经过一次冲击后试样分成两段或几段称为完全破坏 试样经过冲击后,其横断面至少断开90%,但没有完全断开称为部分破坏 试样经过冲击后,其横断面断开部分小于90%称为无 按试样类型可分为:缺口冲击,无缺口冲击 无缺口冲击,是指无缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时吸收的冲击能量与试样的原始 横断面之比或与试样厚度之比 缺口冲击,是指缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时吸收的冲击能量与试样的原始横断 面之比或与试样厚度之比 缺口试样缺口的深度与角度的要求： 对于缺口试样缺口深度要求为，缺口深度与试样剩余厚度之比应为1:4 对于缺口试样缺口角度要求为，缺口角度为45±1℃

摆锤选择 按照塑料能量值的要求简支梁一般选择：1J 2J 4J 的摆锤 按照塑料能量值的要求悬臂梁一般选择：1J 2.75J 5.5J的摆锤

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试样要求试样表面应平整，无气泡，裂纹，分层和明显杂质。缺口 试样缺口处应无毛刺

测试原理用已知能量的摆锤打击按要求支承好的试样，由摆锤作一次冲击使试样破坏。以冲击前，后摆 锤的能量差，确定试样在破坏时所吸收的能量。

能量单位比较常用的有KJ/m2 J/m kgf.cm/cm等 以KJ/m2 为单位时冲击强度与试样宽度和缺口处剩余厚度成反比

以J/m为单位时冲击强度与试样宽度成反比

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2.拉伸试验方法一、术语1. 拉伸强度 tensile strength 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. 拉伸断裂应力 tensile break stress 在试验中，试样断裂时的拉伸应力。 3. 拉伸屈服应力 tensile yield stress 在拉伸应力—应变曲线上屈服点处的应力。 4. 偏置屈服应力 offset yield stress 应力—应变曲线偏离直线性达规定应变百分数(偏置)时的应力。 5. 断裂伸长率 elongation at break 在拉力作用下，试样断裂时标线间距离的增加与初始标距之比，以百分率表示。

二、试样要求试样点长度一般为：150mm; 夹距间距离为：115mm±5; 中间平行部分长度：60mm±0.5; 标距(或有效部分):50mm±0.5; 端部宽度(两端):20mm±0.2; 半径(最小):60mm。

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三、试样速度有以下9种：类型速度(mm/min) 误差(%)

A1 ±50

B2 ±20

C5 ±20

D10 ±20

E20 ±10

F50 ±10

G100 ±10

H200 ±10

I500 ±10

一般硬质热塑性塑料，使用B、C、D、E、F; 热塑

性增强塑料： B、C、D、E、F 。

四、计算拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力按式(1)计算： P σf= bd 式中： σf表示拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力，Mpa; P表示最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或补偏置负荷，N; b表示试样宽度，mm; d表示试样厚度，mm。 断裂伸长率按式(2)计算： εt=G-G1 G1

式中： εt表示断裂伸长率，%; G表示试样断裂时标线间距离，mm。

G1表示试样原始标距，mm; 2/2

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拉伸样条的区别 符号L H C G0 W D b R

名称ISO 总长(最小) 夹具间距离 中间平行部分 标距(或有效部分) 端部宽度 厚度 中间平行部分宽度 半径(最小) 150 115 60 50 20 4 10 60

尺寸 ASTM 165 115 50 50 19 3.2 13.1 76 ±0.2 ISO - ±5 ±0.5 ±0.5 ±0.2

公差 ASTM ±6.5 ±4.5

±0.4

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3.弯曲试验方法一、定义1. 试验速度 Speed of testing.V 支座与压头之间相对运动的速率，单位mm/min。 2. 弯曲应力 flexural stress. σf 试样跨度中心外表面的正应力，单位Mpa。 3. 断裂弯曲应力 flexural stress at break. σfB 试样断裂时的弯曲应力。 4. 弯曲强度 flexural strehgth. σfm 试样在弯曲过程中，承受的最大弯曲应力，单位Mpa。 5. 在规定挠度时的弯曲应力 flexural stress at conventional deflection. σfc 6. 挠度 deflection. S 在弯曲过程中，试样跨度中心的顶面或底面偏离原始位置的距离，单位mm。 7. 规定挠度 conventional deflection. SC 规定挠度为试样厚度的1.5倍，单位mm,当跨度L=16h时，规定的挠度相当于弯曲应变的3.5%。 8. 弯曲应变 flexural strain. εf 试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比或百分数(%)表示。 1/4

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9. 断裂弯曲应变 flexural strain at break. εfB 试样断裂时的弯曲应变。 10. 弯曲强度下的弯曲应变 flexural strain at flexural strength. εfm 最大弯曲应力时的弯曲应变,用无量纲的比或百分数(%)表示。

二、原理把试样支撑成横梁，使其在跨度中心的恒定速度弯曲，直到试样断裂或变形达到预定值， 测量该过程中对试样施加的压力。

三、试验速度主要有以下9种：NO. 速度(mm/min) 1 1 2 2 3 5 4 10 5 20 6 50 7 100 8 200 9 500

允许误差(%)

±20

±20

±20

±20

±10

±10

±10

±10

±10

厚度在1mm至3.5mm之间的试样，用最低速度。

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四、试样、参数要求ISO.推荐试样尺寸为: 单位(mm) 长度 l=80±2 宽度 b=10.0±0.2 厚度 h=4.0±0.2 对于任一试样，其中部1/3的长度内各处厚度与厚度平均值的偏差不应大于2%,相应的宽度 偏差不应大于3%,试样截面应是矩形且无倒角。 通常试样要求应符合： l/h=20±1 (l代表长度，h代表厚度) 跨距L的要求，应符合以下： L=(16±1)h 应测

量好调节的跨距，精确到0.5%。 试验速度的选择，应尽可能接于1%/min,这一试验速度使每分钟产生的挠度近似为试样厚 度值的0.4倍，如ISO推荐试样尺寸为2mm/min。

五、计算1. 弯曲应力.σf ,用Mpa表示: σf =3FL/2bh2 F: 施加的力,N; L:跨度，mm; b:试样宽度，mm; h:试样厚度，mm。 2. 弯曲模量 对于弯曲模量的测量，先根据给定的弯曲应变εf1=0.0005和εf2=0.0025 ,按下式计算相应的挠 度S1和S2: Si=εfi L2/6h (i=1,2) 式中: Si: 单个挠度，mm; εfi:相应的弯曲应变，即εf1,εf2值； L:跨度，mm; h:试样厚度，mm 3/4

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再根据下式计算弯曲模量Ef,用Mpa表示： Ef =( σf 2- σf 1)/( εf1 - εf2 ) 式中： σf 1表示挠度为S1时的弯曲应力，Mpa;

σf 2 表示挠度为S2时的弯曲应力，Mpa。

注：所有计算弯曲性能的公式仅在线性应力/应变行为才是精确的，因此对大多数塑料仅 在小挠度时才是精确的。

一个能思想并不 断学习的人，才 真是一个力量无 边的人。

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