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1、17六、高分子材料拉伸实验6.1 实验目的（1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、测试原理及其操作。（2）了解测试条件对测定结果的影响。6.2 实验原理将试样夹持在专用夹具上，对试样施加静态拉伸负荷，通过压力传感器、形变测量装置以及计算机处理，测绘出试样 在拉伸变形过程中的拉伸应力应变曲线，计算出曲线上的特征点如试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力（拉伸强度） 、试样断裂时的拉伸应力（拉伸断裂应力） 、在拉伸应力应变曲线上屈服点处的应力（拉伸屈服应力） 、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（偏置屈服应力）和试样断裂时标线间距离与初始标距之比（断裂伸长率，以百分数表示） 。
2、6.3 实验试样（1）试样的类型和尺寸型试样 型试样形状及尺寸图 6-1 型试样表 6-1 型试样（mm）符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长（最小）150W端部宽度200.2H夹具间距离1155.0d厚度注C中间平行部 分长度600.5b中间平行 部分宽度100.218G0标距（或有 效部分）500.5R半径（最 小）60注：d0.25mm 的试样不少于 4h；0.252mm 的试样不少于 16h。型试样 型试样形状及尺寸分别图 6-2 型试样表 6-2 型试样（mm）符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长（最小） 115d厚度注H夹具间距离805.0b中间平行部分宽度60.4C中间平行部
3、分长度332.0R0小半径141.0G0标距（或有效部分）251.0R1大半径252.0W端部宽度251.0注：d0.25mm 的试样不少于 4h；0.252mm 的试样不少于 16h。型试样 型试样形状及尺寸分别见图 6-3 和表 6-319图 6-3 型试样表 6-3 型试样尺寸（mm）符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长110b中间平行部分宽度25C中间平行部分长度9.5R0端部半径6.5W端部宽度45R1表面半径75d0中间平行部分厚度3.2R2侧面半径75d1端部厚度6.55%5%试样 试样形状及尺寸分别见图 6-4 和表 6-4图 6-4 型试样20表 6-4 型试样尺寸（mm）
4、符号名称尺寸公差符号名称尺寸公差L总长（最小250L加强片间长度1505.0H夹具间距离1705.0d0厚度210W宽度25 或 500.5d1加强片厚度310G0标距（或有效部分1000.5加强片角度510L2加强片最小长度50d2加强片（2）试样类型的选择 不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的影响，按表 6-5 用国家标准规定的拉伸试样类型以及相应的实验速度。表 6-5 拉伸试样类型以及相应的实验速度试样材料试样类型试样制备方法试样最佳厚度/mm试验速度硬质热塑性塑料热塑性增强塑料注塑成型压制成型4B、C、D、E、F硬质热塑性塑料板固性塑料板型机械加工4A
5、、B、C、D、E、F、G软质热塑性塑料软质热塑性塑料板型注塑成型压制成型板材机械加工板材冲切加工2F、G、H、I热固性塑料包括经填充和纤维增强的塑料型注塑成型压制成型C热固性增强塑料板型机械加工B、C、D21型试样仅用于测定拉伸强度。（3）试样的制备及要求试样制备和外观检查，按 GB1039 规定进行。试样厚度除表中规定外，板材厚度 d10mm 时，可用原厚为试样厚度；当厚度 d10mm 时，应从两面等量机械加工至 10mm，或按产品标准规定加工。每组试样不少于 5 个。对各向异性的板材应分别从平行与主轴和垂直与主轴的方向各取一组试样。6.4 实验条件实验速度设有以下九种：速度 A 1mm/m
6、in50；速度 B 2mm/min50；速度 C 5mm/min50；速度 D 10mm/min50；速度 E 20mm/min50；速度 F 50mm/min50；速度 G 100mm/min50；速度 H 200mm/min50；速度 I 500mm/min50；实验速度应从表 6-5 中与各种试样类型所对应的实验速度范围内选取。实验速度应为试样在 0.55min 实验时间内断裂的最低速度。实验速度也允许按产品标准的规定另选其他实验速度。本次实验采用试样为制备的 PS 多功能用途的拉伸试样以及用多型腔模具注塑成型的 PS 拉伸试样。6.5 实验设备（1）实验机 任何能满足实验要求的、具有多
7、种移动速率的实验机均可使用。实验机示值应在每级表盘满刻度的 10%90%之间，不得小于实验机最大载荷的 4读取，示值的误差应在1之内。电子拉力实验机按有关规定执行。（2）形变测量装置 测量误差应在1之内。22（3）夹具实验夹具移动速度所应符合规定要求。测量型试样时，推荐使用图 6-5 所示的专用夹具。也可以使用能满足实验要求的其他夹具。图 6-5 型试样夹具6.6 实验步骤（1）试样的状态调节和实验环境按 GB2918 规定进行。（2）测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确至 0.01mm。型试样中间平行部分的宽度，精确至 0.05mm。每个试样测量三点，取算术平均值。（3）在试样中间平行部分
8、做标线示明标距，此标线对测试结果不应有影响。（4）夹持试样，夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上、下夹具中心连线相重合，并且要松紧适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内。（5）选定实验速度，进行实验。（6）记录屈服时的负荷，或断裂负荷及标距间伸长。若试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。6.7 结果的计算和表示（1）拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力 tt按式（6-1）计算：（6-1）tp bd式中 t抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力，23MPa；p最大负荷或断裂负荷或屈服负荷或偏置屈服负荷，N；b实验宽度，mm。d试样厚度，mm。各应力值在拉伸应力
9、应变曲线上的位置见图 6-6。图 6-6 拉伸应力应变曲线t1拉伸强度；t1拉伸时的应变；t2拉伸断裂应力；t2断裂时的应变；t3拉伸屈服应力；t3屈服时的应变；t4偏置屈服应力；t4偏置屈服时的应变 X%；A脆性材料；B具有屈服点的韧性材料；C无屈服点的韧性材料（2）断裂伸长率 t t按式（6-2）计算：（6-00100%tGG G2）式中 t断裂伸长率，；G0试样原始标距，mm；24G试样断裂时标线间距离，mm。（3）标准偏差值 S S 按式（6-3）计算：（6-2()1iXXSn3）式中 S标准偏差值；Xi单个测定值；X一组测定值的算数平均值；n测定个数。（4）计算结果以算术平均值表示，t取三位有效数值，t取二位有效数值，S 取二位有效数值。6.8 实验报告与思考题（1）实验报告 包括下列内容：材料名称、规格、来源及生产厂；试样的类型、尺寸、制备方法和试样的主轴方向；实验温度、湿度及试样状态调节；实验机型号，实验速度；拉伸强度和断裂伸长率；拉伸断裂应力、偏置屈服应力和拉伸屈服应力；解答思考题。（2）思考题分析试样断裂在先外的原因。拉伸速度对测试结果有何影响？同样是材料，为什么测定的拉伸性能（强度、断裂伸长率、模量）有差异？
