物理機(jī)械性能培訓(xùn)教材.ppt

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1、物理機(jī)械性能測(cè)試培訓(xùn)教材,目錄,1.沖擊試驗(yàn) 2.拉伸試驗(yàn)方法 3.彎曲試驗(yàn)方法 4.熔融指數(shù)測(cè)試 5.密度測(cè)試方法 6.熱變形通用測(cè)試方法 7.硬度計(jì)測(cè)試方法 8.UL-94 V0 V1 V2 9.ASTM與ISO樣條的區(qū)別,1.沖擊試驗(yàn),按沖擊方式可分為:懸臂梁和簡(jiǎn)支梁 按試驗(yàn)后試驗(yàn)片破壞的結(jié)果可分為:完全破壞,部分破壞,無(wú)破壞 經(jīng)過一次沖擊后試樣分成兩段或幾段稱為完全破壞 試樣經(jīng)過沖擊后,其橫斷面至少斷開90%,但沒有完全斷開稱為部分破壞 試樣經(jīng)過沖擊后,其橫斷面斷開部分小于90%稱為無(wú) 按試樣類型可分為:缺口沖擊,無(wú)缺口沖擊 無(wú)缺口沖擊,是指無(wú)缺口試樣在沖擊負(fù)荷作用下,破壞時(shí)吸收的沖

2、擊能量與試樣的原始橫斷面之比或與試樣厚度之比 缺口沖擊,是指缺口試樣在沖擊負(fù)荷作用下,破壞時(shí)吸收的沖擊能量與試樣的原始橫斷面之比或與試樣厚度之比 缺口試樣缺口的深度與角度的要求： 對(duì)于缺口試樣缺口深度要求為，缺口深度與試樣剩余厚度之比應(yīng)為:4 對(duì)于缺口試樣缺口角度要求為，缺口角度為451,擺錘選擇 按照塑料能量值的要求簡(jiǎn)支梁一般選擇：1J 2J 4J 的擺錘 按照塑料能量值的要求懸臂梁一般選擇：1J 2.75J 5.5J的擺錘,1/2,測(cè)試原理 用已知能量的擺錘打擊按要求支承好的試樣，由擺錘作一次沖擊使試樣破壞。以沖擊前，后擺錘的能量差，確定試樣在破壞時(shí)所吸收的能量。 能量單位

3、比較常用的有KJ/m2 J/m kgf.cm/cm等 以KJ/m2 為單位時(shí)沖擊強(qiáng)度與試樣寬度和缺口處剩余厚度成反比 以J/m為單位時(shí)沖擊強(qiáng)度與試樣寬度成反比,試樣要求 試樣表面應(yīng)平整，無(wú)氣泡，裂紋，分層和明顯雜質(zhì)。缺口試樣缺口處應(yīng)無(wú)毛刺,2/2,2.拉伸試驗(yàn)方法,一、術(shù)語(yǔ),1. 拉伸強(qiáng)度 tensile strength 在拉伸試驗(yàn)中，試樣直至斷裂為止所承受的最大拉伸應(yīng)力。,2. 拉伸斷裂應(yīng)力 tensile break stress 在試驗(yàn)中，試樣斷裂時(shí)的拉伸應(yīng)力。,3. 拉伸屈服應(yīng)力 tensile yield stress 在拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線上屈服點(diǎn)處的應(yīng)力。,

4、4. 偏置屈服應(yīng)力 offset yield stress 應(yīng)力應(yīng)變曲線偏離直線性達(dá)規(guī)定應(yīng)變百分?jǐn)?shù)（偏置）時(shí)的應(yīng)力。,5. 斷裂伸長(zhǎng)率 elongation at break 在拉力作用下，試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離的增加與初始標(biāo)距之比，以百分率表示。,二、試樣要求,試樣點(diǎn)長(zhǎng)度一般為：150mm； 夾距間距離為：115mm5； 中間平行部分長(zhǎng)度：60mm0.5； 標(biāo)距（或有效部分）：50mm0.5； 端部寬度（兩端）：20mm0.2； 半徑（最?。?0mm。,1/2,,三、試樣速度,有以下9種：,一般硬質(zhì)熱塑性塑料，使用B、C、D、E、F； 熱塑性增強(qiáng)塑料： B、C、D、E、F 。,

5、四、計(jì)算,拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力、偏置屈服應(yīng)力按式（1）計(jì)算： f= 式中： f表示拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力、拉伸屈服應(yīng)力、偏置屈服應(yīng)力，Mpa； P表示最大負(fù)荷或斷裂負(fù)荷或屈服負(fù)荷或補(bǔ)偏置負(fù)荷，N； b表示試樣寬度，mm； d表示試樣厚度，mm。,,P,bd,斷裂伸長(zhǎng)率按式（2）計(jì)算： t= 式中： t表示斷裂伸長(zhǎng)率，%； G1表示試樣原始標(biāo)距，mm； G表示試樣斷裂時(shí)標(biāo)線間距離，mm。,,G-G1,G1,2/2,拉伸樣條的區(qū)別,2/2,,3.彎曲試驗(yàn)方法,一、定義,1. 試驗(yàn)速度 Speed of testing.V 支座與壓頭之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速率，

6、單位mm/min。,2. 彎曲應(yīng)力 flexural stress. f 試樣跨度中心外表面的正應(yīng)力，單位Mpa。,3. 斷裂彎曲應(yīng)力 flexural stress at break. fB 試樣斷裂時(shí)的彎曲應(yīng)力。,4. 彎曲強(qiáng)度 flexural strehgth. fm 試樣在彎曲過程中，承受的最大彎曲應(yīng)力，單位Mpa。,5. 在規(guī)定撓度時(shí)的彎曲應(yīng)力 flexural stress at conventional deflection. fc,6. 撓度 deflection. S 在彎曲過程中，試樣跨度中心的頂面或底面偏離原始位置的距離，單位mm。,7. 規(guī)定撓度 con

7、ventional deflection. SC 規(guī)定撓度為試樣厚度的1.5倍，單位mm，當(dāng)跨度L=16h時(shí)，規(guī)定的撓度相當(dāng)于彎曲應(yīng)變的3.5%。,8. 彎曲應(yīng)變 flexural strain. f 試樣跨度中心外表面上單元長(zhǎng)度的微量變化，用無(wú)量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%)表示。,1/4,,9. 斷裂彎曲應(yīng)變 flexural strain at break. fB 試樣斷裂時(shí)的彎曲應(yīng)變。,10. 彎曲強(qiáng)度下的彎曲應(yīng)變 flexural strain at flexural strength. fm 最大彎曲應(yīng)力時(shí)的彎曲應(yīng)變,用無(wú)量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%)表示。,二、原理,把試樣支撐成橫梁，使

8、其在跨度中心的恒定速度彎曲，直到試樣斷裂或變形達(dá)到預(yù)定值，測(cè)量該過程中對(duì)試樣施加的壓力。,三、試驗(yàn)速度,主要有以下9種：,厚度在1mm至3.5mm之間的試樣，用最低速度。,2/4,四、試樣、參數(shù)要求,ISO.推薦試樣尺寸為: 單位(mm) 長(zhǎng)度 l=802 寬度 b=10.00.2 厚度 h=4.00.2 對(duì)于任一試樣，其中部1/3的長(zhǎng)度內(nèi)各處厚度與厚度平均值的偏差不應(yīng)大于2%，相應(yīng)的寬度偏差不應(yīng)大于3%，試樣截面應(yīng)是矩形且無(wú)倒角。 通常試樣要求應(yīng)符合： l/h=201 （l代表長(zhǎng)度，h代表厚度） 跨距L的要求，應(yīng)符合以下： L=（161）h 應(yīng)測(cè)量好調(diào)節(jié)的跨距，精確到

9、0.5%。 試驗(yàn)速度的選擇，應(yīng)盡可能接于1%/min，這一試驗(yàn)速度使每分鐘產(chǎn)生的撓度近似為試樣厚度值的0.4倍，如ISO推薦試樣尺寸為2mm/min。,五、計(jì)算,1. 彎曲應(yīng)力.f ,用Mpa表示: f =3FL/2bh2 F: 施加的力,N； L：跨度，mm； b：試樣寬度，mm； h：試樣厚度，mm。,2. 彎曲模量 對(duì)于彎曲模量的測(cè)量，先根據(jù)給定的彎曲應(yīng)變f1=0.0005和f2=0.0025 ,按下式計(jì)算相應(yīng)的撓度S1和S2:,Si=fi L2/6h (i=1,2) 式中: Si: 單個(gè)撓度，mm； fi：相應(yīng)的彎曲應(yīng)變，即f1，f2值； L：跨度，mm； h：試樣

10、厚度，mm,3/4,再根據(jù)下式計(jì)算彎曲模量Ef，用Mpa表示： Ef =（ f 2- f 1）/（ f1 - f2 ） 式中： f 1表示撓度為S1時(shí)的彎曲應(yīng)力，Mpa； f 2 表示撓度為S2時(shí)的彎曲應(yīng)力，Mpa。,注：所有計(jì)算彎曲性能的公式僅在線性應(yīng)力/應(yīng)變行為才是精確的，因此對(duì)大多數(shù)塑料僅在小撓度時(shí)才是精確的。,一個(gè)能思想并不斷學(xué)習(xí)的人，才真是一個(gè)力量無(wú)邊的人。,4/4,4.熔融指數(shù)測(cè)試,工作原理: 即熱塑性塑料的流動(dòng)性是指熱塑性塑料在一定溫度和負(fù)荷下,熔體每10分鐘通過標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量或體積 試樣形狀與預(yù)處理: 試樣形狀一般有顆粒,粉狀,小塊,薄片等 在試驗(yàn)前通常取5-8克左

11、右的試樣,按照不同塑料的干燥要求先進(jìn)行干燥處理 熔融指數(shù)的表示方法: 兩種MFR或MFV即質(zhì)量法與體積法.但在實(shí)際操作中以質(zhì)量法占絕大多數(shù).單位表示為:g/10min 注意點(diǎn):即我們?cè)谡f熔指大小時(shí),一定要帶有溫度和荷重.如:275/0.325kg MFR=600W/T =60W,1/2,幾種常用塑料熔指測(cè)試條件,2/2,5.密度測(cè)試方法,1. 適用范圍 2. 定義 在規(guī)定溫度下單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。溫度t時(shí)的密度用Pt表示。單位為/m3或g/m3或g/ml。 3.計(jì)算方法 試樣在空氣中的質(zhì)量m1; 試樣在水中的質(zhì)量為m2;默認(rèn)為水的密度P水為1000 /m3， P水 g V試樣=m

12、2 得出V試樣的結(jié)果 p試樣=m1/V試樣,一、術(shù)語(yǔ)與定義,6.熱變形通用測(cè)試方法,2. 彎曲應(yīng)變?cè)隽?flexural strain increase f 在加熱過程中產(chǎn)生的所規(guī)定的彎曲應(yīng)變?cè)黾恿浚? 注1：以百分量（%）表示； 注2：引入該量的目的是為了強(qiáng)調(diào)這個(gè)事實(shí)，即施加的試驗(yàn)負(fù)荷所引起的初始撓度是不測(cè) 量的。因此，試驗(yàn)的最終判定依據(jù)不是絕對(duì)應(yīng)變值，僅僅是被監(jiān)測(cè)的撓度增加量。,3. 撓度 defle ction s 在彎曲過程中，試樣跨度中心的頂面或底面偏高其原始位置的距離； 注：以毫米（mm）為單位。,4. 標(biāo)準(zhǔn)撓度 standard defle ction

13、 s 與試樣表面彎曲應(yīng)變?cè)隽縡 對(duì)應(yīng)的撓度增量； 注1：以毫米（mm）為單位； 注2：標(biāo)準(zhǔn)撓度取決于試樣的尺寸、放置方式及支點(diǎn)間的跨度。,5. 彎曲應(yīng)力 flexural stress f 試樣跨度中心外表面上的標(biāo)稱應(yīng)力； 注：以兆帕斯卡（Mpa）為單位。,1. 彎曲應(yīng)變 flexural strain f 試樣跨度中點(diǎn)外表面單位長(zhǎng)度的微小的用分?jǐn)?shù)表示的變化量； 注：以無(wú)量綱比值或百分量（%）表示。,1/3,,6. 負(fù)荷 load F 施加到試樣跨度中點(diǎn)上的力，使之產(chǎn)生規(guī)定的彎曲應(yīng)力； 注：以牛頓（N）為單位。,7. 負(fù)荷變形溫度 temperature of deflect

14、ion under load Tf 隨著試驗(yàn)溫度的增加，試樣撓度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)撓度值時(shí)的溫度； 注：以攝氏度（）為單位。,1. 形狀與尺寸 試樣應(yīng)是橫截面為矩形的樣條，其長(zhǎng)度l、寬度b、厚度h 應(yīng)滿足l b h ； 每個(gè)試樣中間部份（占長(zhǎng)度的1/3）的厚度和寬度任何地方都不能偏離平均值的2%以上。,二、原理,標(biāo)準(zhǔn)試樣的平放或側(cè)立方式承受三點(diǎn)彎曲恒定負(fù)荷，使其產(chǎn)生一種彎曲應(yīng)力，在 勻速升溫條件下，測(cè)量達(dá)到與規(guī)定的彎曲應(yīng)變?cè)隽肯鄬?duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)撓度時(shí)的溫度。,三、試樣,2/3,2. 試樣檢查 試樣應(yīng)無(wú)扭曲，其相鄰表面應(yīng)互相垂直，所有表面和棱邊均應(yīng)無(wú)劃痕、麻點(diǎn)、凹痕和飛邊等應(yīng)確保試樣所有切削面

15、都盡可能平滑，并確保任何不可避免的機(jī)加工痕跡都順著長(zhǎng)軸方向。,3. 試樣數(shù)量 每組三個(gè)。,3/3,四、狀態(tài)調(diào)節(jié),在23，55%恒溫恒濕下，狀態(tài)調(diào)節(jié)48小時(shí) 。,五、操作,1. 施加力計(jì)算 平放： 側(cè)立： F= F= 式中：F：負(fù)荷，單位牛頓（N）； f：試樣表面承受的彎曲應(yīng)力，單位為兆帕（Mpa）； b：試樣寬度，單位為毫米（mm）； h：試樣厚度，單位為毫米（mm）； L：試樣與支座接觸線間距離（跨度），單位為毫米（mm）。,,,2. 加熱裝置的起始溫度： 一般應(yīng)低于27，除非以前的試驗(yàn)已經(jīng)表明對(duì)受試的具體

16、材料，在較高溫度下開始試驗(yàn)不會(huì)引起誤差，升溫速度為120 /h，浸入液體中50mm。,7.硬度計(jì)測(cè)試方法,工程塑料硬度測(cè)試通常采用洛式硬度； 洛式硬度的測(cè)定，是在先后二次施加試驗(yàn)力（初試驗(yàn)力F0及總試驗(yàn)力F）的作用下，將一定直 徑的鋼球壓頭，壓入試樣或制品表面，在總試驗(yàn)力保持一定的時(shí)間后，卸除主試驗(yàn)力F1，保留初 試驗(yàn)力，測(cè)量其壓入深度h1，以壓入深度h1和在初試驗(yàn)力作用下的壓力深度h0之差，e表示洛式硬 度的高低，e值大，硬度值低； e值小，硬度值高。e值的測(cè)量單位為0.002mm，可以從指示表盤上 直接讀出。 硬度符號(hào)用HR表示，并注以所用標(biāo)尺E、L、M、R等字標(biāo)，如HRE、HRL等。 計(jì)算公式為： HR=130-e 初施加力為98.07N,總施加力為60N，壓頭12.7mm，測(cè)量值范圍50-115R.,1/1,8.UL-94 V0 V1 V2,判定標(biāo)準(zhǔn),1/2,樣條預(yù)處理與測(cè)試: 取五根樣條在溫度232,濕度50%5 的條件下放置48小時(shí)方可進(jìn)行測(cè)試 每根樣條分兩次點(diǎn)火燃燒,火焰高度為藍(lán)焰2厘米,在火上燃燒10秒鐘后,將火焰移開,然后計(jì)時(shí) 五根樣條如果只有一根未通過方可重新進(jìn)行測(cè)試;如果有一根以上則代表測(cè)試未能通過,2/2,謝謝！,