塑料力學性能測試-資料下載頁
2025-08-05 04:52本頁面
【正文】 三、測試塑料沖擊性能 基本概念： ? 無缺口試樣沖擊強度：無缺口試樣在沖擊負荷作用下，試樣破壞時吸收的沖擊能量與試樣原始截面積之比。 ? 缺口試樣沖擊強度：缺口試樣在沖擊負荷作用下，試樣破壞時吸收的沖擊能量與試樣原始截面積之比。 ? 相對樣沖擊強度：缺口試樣的沖擊強度與無缺口試樣的沖擊強度之比，或同類型試樣 A型缺口沖擊強度與 B型缺口沖擊強度之比。 ? 完全破壞：指經(jīng)過一次沖擊使試樣分成兩段或幾段。 實驗原理 ? 沖擊試驗是用來度量材料在高速沖擊狀態(tài)下的韌性或?qū)嗔训牡挚鼓芰Α? ? 一般沖擊實驗采用三種方法：（ 1）擺錘式：試驗安放形式有簡支梁式（ charpy） 支撐試樣兩端而沖擊中部；懸臂梁式（ Izod） 試樣一端固定而沖擊自由端。（ 2）落球式。（ 3）高速拉伸法。（ 3）法雖較理想，可直接轉(zhuǎn)換成應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線，計算曲線下的面積，便可得沖擊強度，還可定性判斷是脆性斷裂還是韌性斷裂，但對拉力機要求較高。 儀器設(shè)備：沖擊擺錘試驗機 簡支梁沖擊實驗機的基本原理 ? 試驗機的基本構(gòu)造有三部分（圖 2）：機架部分，擺錘部分和指示部分。 ? 試驗的基本原理是：擺錘高置于機架的揚臂上，揚角為 α，當擺錘自由落下，位能轉(zhuǎn)化為動能將試樣沖斷，沖擊后擺錘以其剩余能量升到某一高度，升角為 β。 圖 2擺錘式?jīng)_擊實驗機工作原理 ? 根據(jù)沖擊過程的能量守恒： ? ωL（ 1cosα） =(1cosβ)+A+ +Aβ+1/2mv2 ? 式中： ω 沖擊錘重量， L 沖擊錘擺長 ? A 沖斷試樣所消耗的功 ? AαAβ 分別為擺錘在克服空氣主力所消耗的功； 1/2mv2為試樣斷裂時飛出部分所具有的能量。 ? 通常上式右后邊三項部分都可忽略，所以： ? A =ωL（ cosβ cosα） ? 根據(jù) ω、 L、 α和設(shè)定 A值，可由上式算出 β值而繪出讀數(shù)盤，實測時根據(jù)讀數(shù)盤（即 β值）讀出 A值。必須指出，實際上不同試樣受沖擊后有不同程度的“飛出功”，尤其脆性材料是不能忽視的，因讀數(shù)盤是根據(jù)（ 8）式繪制的，所以讀出的 A值包括了，當占比例較大時，測試結(jié)果不準確，且不易重復。 ? 注意：試樣厚度，缺口大小，形狀，測試時試樣的跨度都影響測試結(jié)果。 影響因素： ? 沖擊過程的能量消耗 ? 溫度和濕度 ? 試樣尺寸 ? 沖擊速度 四、測試塑料洛氏硬度 基本概念： ? 硬度試驗是測量固體材料表面硬度的一種材料機械性能試驗。 ? 硬度試驗是材料試驗中最簡便的一種，與其他材料試驗如拉伸試驗、沖擊試驗和扭轉(zhuǎn)試驗相比，具有以下特點： ①試驗可在零件上直接進行而不論零件大小、厚薄形狀； ②試驗時留在表面上的痕跡很小，零件不被破壞； ③試驗方法簡單、迅速。硬度試驗在機械工業(yè)中廣泛用于檢驗原材料和零件在熱處理后的質(zhì)量。 ? 由于硬度與其他機械性能有一定關(guān)系，也可根據(jù)硬度估計出零件和材料的其他機械性能。硬度試驗方法很多，一般分為劃痕法、壓入法和動力法 3類。 ? 1919年，美國人洛克威爾（ Rockwell）提出洛氏硬度試驗方法。 ? 塑料洛氏硬度試驗方法標準有 GB/T 9342— 1988， ? ISO 2039/2— 1987和 ASTM D785—— 1989等。 ? 塑料洛氏硬度采用較小的負荷、較大的壓痕器和大量程結(jié)構(gòu)的硬度計。 ? 洛氏硬度標尺：由負荷的大小與壓痕器直徑組合構(gòu)成，適用不同硬度材料的試驗。 實驗原理 ? 洛氏硬度是用規(guī)定的壓頭對試樣先施加初試驗力，接著再施加主試驗力，然后卸除主試驗力，保留初試驗力，用前后兩次初試驗力作用下壓頭壓入試樣的深度差計算出的硬度值。 ? 洛氏硬度值的計算公式： ? （ 1）按下式計算洛氏硬度值 : HR＝ 130 e ? 式中： e—— 卸去主負荷后的壓入深度，每單位為 ? （ 2）直接用硬度讀數(shù)盤讀取硬度值。 ? 洛氏硬度值須在數(shù)字前應(yīng)加上前綴標尺字母。 chkHR ??實驗設(shè)備 ? 洛氏硬度儀結(jié)構(gòu)：由機架、壓頭、加力機構(gòu)、硬度指示器和計時裝置組成。 ? 試樣： 厚度不應(yīng)小于 6mm，均勻、表面光滑、平整、無氣泡、無機械損傷及雜質(zhì)等。 ? 操作 : 1）選定試驗標尺，所測的洛氏硬度值應(yīng)在標尺的 50～115之間 ,硬度指示器能測量壓頭壓入深度到 ，每一分度值等于 。 計時裝置能指示初試驗力、主試驗力全部加上時及卸除主試驗力后，到讀取硬度值時，總試驗力的保持時間，計時量程不大于 60s。 2）將試樣放在工作臺上，施加初負荷，調(diào)整千分表到零點；保持 10s后施加主負荷，保持 15s卸去主負荷（保留初負荷），測量壓入深度。 影響因素 ? 試驗儀器的影響 :機架的變形量超過標準；主軸傾斜；壓頭夾持方式不正常；加荷不平穩(wěn)以及壓頭軸線偏移等。 ? 測試溫度的影響 :隨著測試溫度的上升，各種塑料材料的洛氏硬度值都將下降，尤其是對熱塑性塑料的影響更為顯著。 ? 試樣厚度的影響 :試樣厚度小于 6mm 時，對硬度值的影響較大；試樣厚度大于 6mm 時對硬度值的影響較小。規(guī)定試樣厚度不得小于 6mm 。 ? 主試驗力保持時間的影響 :塑料屬于黏彈性材料，在試驗載荷作用下，試樣的壓痕深度隨加荷時間的增加而增加，硬度值隨著降低。低硬度材料的影響較高硬度材料的明顯。 ? 讀數(shù)時間的影響 :主試驗力卸除后，試樣壓痕將產(chǎn)生彈性恢復，有一定時間，因此卸荷后距讀數(shù)時間越長，壓痕的彈性恢復時間也越長，側(cè)得的硬度值應(yīng)當偏高。 ? 誤差分析 首先看壓頭壓點，由于球變平而引起讀數(shù)偏高，工作中摩擦，灰塵或碎片的存在也會引起讀數(shù)偏高。 測試時儀器受到振動或壓頭松動會造成讀數(shù)偏低。 這是由于試樣未放牢，或者壓頭，負載選擇不正確造成的。
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