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1、塑料弯曲强度实验塑料弯曲实验常用作热固性脆性材料的力学性能评价。可以将其看做是冲击 韧性的放大。本质上是拉伸和弯曲的复合，最终直接关系到材料的剪切强度。【实验目的】1. 掌握塑料弯曲强度测量的基本原理2. 掌握简支梁弯曲性能的测量方法；3. 了解弯曲强度实验方法适用的材料范围。【实验原理】1基本定义。1. 试验速度一一speed of testing,支座与压头之间相对运动的速率，单位mm/min。2. 弯曲应力flexuralstress S f试样跨度中心外表面的正应力，按9.1的（3）式计算，单位MPa。3. 断裂弯曲应力flexuralstress at break,c fB，试样断裂
2、时的弯曲应力（见图1的曲线a和b）,单位MPa。4. 弯曲强度flexural strength, c fM,试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力（见图1的曲线a和b）,单位MPa。5. 在规定挠度时的弯曲应力 flexural stress at conventional deflectionCfc达到 规定的挠度Sc时的弯曲应力（见图1的曲线C）,单位MPa。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conventionai deflection ,Sc规定挠度为试样厚度h的1.5倍，单位mm。当跨度L=16h时，
3、规定挠度相当于弯曲应变为3.5%。8. 弯曲应变flexuralstrain,f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。按3.2的式（3）计算。9. 断裂弯曲应变flexural strain at break ,如试祥断裂时的弯曲应变（见 图1的曲线a和b）。用元量纲的比或百分数（%）表示。10. 弯曲强度下的弯曲应变 flexural strain at flexural strength dfM 最大11. 弯曲应力时的弯曲应变（见图1的曲线a和b）。用无量纲的比或百分数（%） 表示。12. 弯曲弹性模量或弯曲模量 modulus of elasticit
4、y in flexure ,flexure modulus, Ef:应力差（Tf2-（Tfi与对应的应变差（& f2=0.0025） -fi=0.0005）之比 见3.2的式（4）,单位MPa。注一一弯曲模量仅是杨氏弹性模量的近似值。注一一能借助计算机用两个不同的应力/应变点测定模量品，即把这两点间的 曲线经线性回归处理后来表示。2实验装置两个支座和中心压头的位置情况如图2所示，支座和压头之间的平行度 应在土 0.02mm以内。压头半径Rl和支座半径凡的尺寸如下zRi=5.0mm 土 0.1mm； R2=2.Omm 士 0.2mm,试样厚度 w 3mn, R2=5.Omm 十0.2mm，试样厚
5、度3mm跨度L应可调节。c =l, 5A曲线日一试样在屈前断裂f曲线b一试样在规定挠度皋前显示照大值后断裂；曲线亡试样在规 定挠度几前既不屈服也不断裂图1弯曲应力刃随弯曲应变昇和挠度占变化的典型曲钱心.rK 2田越开始时的试样傀泄2.1 1片材试样应根据IS02818的规定从片材上机加工制取。2.1.2长纤维增强塑料应根据IS01268或其他规定或约定的方法加工成板材，然后按IS01268的规定或机加工制取试样。2.2检查试样不可扭曲，表面应相互垂直或平行，表面和棱角上应无刮痕、麻点、凹陷和 飞边。对照直尺、矩尺和平板，目视检查试样是否符合上述要求，并用游标卡尺测试验前，应剔除测量或观察到的有
6、一项或多项不符合上述要求的试样 或将其加工 到合适的尺寸和形状。2.3试样数量- 2.4在每一试验方向上至少应测试五个试样（见图3） o如果要求平均值有更高的精密度，测量的试样数量可能会超过五个，具体的试样数量可用置信区间进行估算（95% 概率，见 GB/T3360）。2.5试样在跨度中部1/3夕卜断裂的试验结果应予作废，并应重新取样进行试 验。产品的如伺向试样位堇产品方向敲力方向H垂氏C拴度平音D图3相对于产品万向和施力万向的试样位置3状态调节试样应按其材料标准的规定进行状态调节，若无相关标准时，应从GB/T2918- 1998中选择最合适的条件进行状态调节。另有商定的，如高温或低温试验除夕
7、。3.1【试验步骤】1. 试验应在受试材料标准规定的环境中进行，若无类似标准时，应从GB/T2918-1998中选择最合适的环境进行试验。另有商定的，如高温或低温试验除夕。测量试样中部的宽度b,精确到0.1mm;厚度h ,精确到0.O1mm,计算一组试样厚度的平均值h。剔除厚度超过平均厚度允差士 0.5%的试样，并用随机选取的试样来代替。调节跨度L,使符合式 C 1 Q -L d h .(1)(2) ： L=(16 上 1)h并测量调节好的跨度，精确到0.5%。除下列情况外，都应用式(2) 计算跨度：a) 对于较厚且单向纤维增强的试样，为避免剪切时分层，在计算两支撑点间距离 时，可用较大的L/
8、h比。b) 对于较薄的试样，为适应试验设备的能力，在计算跨度时用较小的L/h比。c) 对于软性的热塑性塑料，为防止支座嵌入试样，可用较大的L/h比。3按受试材料标准规定设置试验速度，若无类似标准，应从表1中选一速度值，使 应变速率尽可能接近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，例如，符合6.1.2推荐试 样的试验速度为2mm/min4把试样对称地放在两个支座上，并于跨度中心施加力5记录试验过程中施加的力和相应的挠度，若可能，应用自动记录装置来执行这一 操作过程，以便得到完整的应力/应变曲线图根据力/挠度或应力/挠度曲线或等效的数据来确定关应力、挠度和应变值。
9、3.2【数据处理】1. 弯曲强度计算(T f=3FL/2bh2 (2)式中F施加的力,N;L跨度,mm pb试样宽度,mmh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& f1=0.0005和&fz=0.0025，按式(4)计算相应的挠度2S=& fiL /6h (3)式中S,单个挠度,mm& fi相应的弯曲应变，即上述的fl和& f2值;L - 一跨度,mmh试样厚度,mm o再根据式(5)计算弯曲模量Ef,用MPa表示：Ef=(T f2 c f1)/( f2 & fl) (4)式中：c fl挠度为S1时的弯曲应力，MPac f2 挠度为S2时的弯曲应力,MPa。若借助计算机来计算。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。4统计参数计算试验结果的算术平均值，若需要，可按GB/T3360来计算平均值的标准偏差 和95%的置信区间。(4)有效数字应力和模量计算到3位有效数字，挠度计算到2 位有效数字。【思考题】1. 为什么韧性较好的高分子材料一般不做弯曲性能实验？2. 试比较与弯曲模量和拉伸模量有关的参数？
