流變學(xué)前三章ppt課件-資料下載頁
2025-05-01 06:43本頁面
【正文】 測定應(yīng)力和應(yīng)變。只有力和位移是可以直接測量的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是用應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系來決定材料的流變性能，因此在設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須使實(shí)驗(yàn)盡可能接近簡單實(shí)驗(yàn)，以便實(shí)驗(yàn)結(jié)果能加以正確的分析， （ 1） 試樣的形狀必須與在理論推導(dǎo)中的一致 （ 2） 其次，實(shí)驗(yàn)者必須了解材料的特性 （ 3） 第三，實(shí)驗(yàn)方法和儀器的選擇決定于研究的目的 位移（ Displacement） 在實(shí)驗(yàn)中測量的材料的變形實(shí)際上是位移，如角度的變化、距離的變化、體積的變化等 ?傳感器（ Transducer） ?測微計(jì)（ Micrometer）和活動(dòng)顯微鏡 ?線性可變示差變換器（ Linear variable differential transformer） ?光杠桿（ Opticallever）測量 的角度變化 ?角速度和線速度可用一個(gè)裝在轉(zhuǎn)動(dòng)部件上并置于磁鐵兩極間的線圈中產(chǎn)生的電流來檢測 力是在一般意義上講的，包括力矩（ Torque）和壓力 力 ?最直接而又最準(zhǔn)確的測量力的方法是用已知質(zhì)量的重物 ?已校正過的彈簧長度的變化，校正過的鋼絲扭曲的角度是力和力矩的量度 力的測量就變?yōu)槲灰频臏y量，前面討論的方法也就可用來測量力的大小 單向拉伸測定拉伸模量 拉伸時(shí)試樣形狀會(huì)發(fā)生改變，從而造成與理論上的偏差。但這一問題是可以解決的。首先，如果試樣的長度比其直徑大得多，由于兩端形狀不正規(guī)而造成的誤差可大大減少。其次，在試樣的中間部分的確是單純的拉伸 拉伸儀（ Extensometer） ：試樣用夾具固定，測定試樣中間部分的變形。長度的改變被轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度則用光杠桿來測量 試驗(yàn)機(jī)械： 試樣垂直地固定在夾具之間，其中一個(gè)夾具是固定并與一個(gè)測力的傳感器連接，它產(chǎn)生一個(gè)正比于拉力的電信號，被記錄在圖紙上。另一端是以恒定的速度把試樣拉長，圖紙也同時(shí)以恒定速度移動(dòng)。這樣，圖紙移動(dòng)的距離是與夾具移動(dòng)距離成正比的。這樣就能得到應(yīng)力應(yīng)變圖，從而求出楊氏彈性模量 要求長度比直徑大得多。一種試驗(yàn)方法是試樣成垂臂狀伸出，一端固定，另一端施加垂直的力，測定這一端的垂直位移 彎曲試驗(yàn)測定楊氏模量 表 彎曲試驗(yàn)測定楊氏彈性模量 另兩種方法是試樣由兩個(gè)支座水平地放置，在試樣中點(diǎn)施加垂直力 F，測定試樣中點(diǎn)位移 y。這種方法叫簡支梁（ Simple beam） 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)測定剪切模量 圖 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) G＝ 2Lh/?R4? h， R—— 試樣的高度和半徑 L—— 扭短； ?—— 扭轉(zhuǎn)角 結(jié)晶聚合物 無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)構(gòu)成，結(jié)晶區(qū)又由無數(shù)很小的微晶組成，微晶由規(guī)整排列的分子形成，因此，它具有方向性 各向異性 整個(gè)結(jié)晶聚合物是由具有各種方向的微晶及無定形部分構(gòu)成 各向同性 對于結(jié)晶型聚合物性能的測試，要注意制樣和測試方法。 聚合物微晶的彈性模量的測定 應(yīng)力的方向與 鏈的方向一致 形變是由于鍵的拉直產(chǎn)生 抗拉彈性模 量 (El)較高 應(yīng)力的方向與 鏈的方向垂直 形變是分子鏈之間距離拉長產(chǎn)生 抗拉彈性模 量 (E2)較低 X射線法進(jìn)行 E1的測定，在高度定向的纖維上加上應(yīng)力，從試樣在加應(yīng)力前后的 X射線衍射圖上他們測得晶格尺寸的變化，從面再根據(jù)一些假設(shè)，計(jì)算出 E1 一般， E1大約是 3 105MPa； E2則在 2 103～ 7 103MPa范圍內(nèi)，可以推測，分子間力愈大， E2愈高 圖 聚合物內(nèi)聚能（ Cohesive energy density）與 E2的關(guān)系 結(jié)晶聚合物的彈性模量 （ 1）與結(jié)晶度的關(guān)系 E隨結(jié)晶度增大而升高 ，但是 不同的聚合物， E對結(jié)晶度的依賴關(guān)系是不同的 ；有的聚合物 結(jié)晶度達(dá) 21％， E增加了約 100倍 ； 有的聚合物結(jié)晶度為 21％時(shí)， E只升高 10倍 （ 2）溫度依賴性 圖 聚乙烯的的 G， K， ? 的溫度依賴性 K的變化不大，與前面所講一致 G從 3 103MPa降為 3 102MPa，減少 10倍 ， 結(jié)晶聚合物的性狀在這一點(diǎn)上與高度交聯(lián)的無定形聚合物類似
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