塑料的弯曲性能试验

一、塑料的弯曲性能拉力试验机也是塑料力学性能测定的一项重要指标:

弯曲性能测定试验包括:

  1. 挠度 弯曲试验过程中,试样跨度中心的顶面或底面偏离原始位置的距离。
  2. 弯曲应力  试样在弯曲过程中的任意时刻,中部截面上外层纤维的*大正应力
  3. 弯曲强度  在达到规定挠度值时或之前,负荷达到*大值时的弯曲应力。
  4. 定挠度弯曲应力  挠度等于试样厚度1,5倍时的弯曲应力。
  5. 弯曲破坏应力  在弯曲负荷作用下,材料产生破坏或断裂的瞬间所达到的弯曲应力。
  6. 弯曲屈服强度  在负荷-挠度曲线上,负荷不增加而挠度骤增点的应力,只适用于外层纤维应变在5%以下不破坏的材料。
  7. 应变速率指在单位时间内,外层纤维相对变形的改变量。以每分钟变形的百分率表示。
  8. 弯矩  在施加弯曲负荷时,材料的各部受到的力矩,其大小由荷重P与力的作用距L的乘积表示

弯曲试验有两种加载方法,一种为三点式加载法,试验时将一规定和尺寸的试样置于两支座上,并在两支座的中点施加一集中负荷,使试样产生弯曲应力和变形。此方法是使试样在*大弯矩处及附近破坏,这种加载法由于弯矩分布不均匀,某些部位的缺陷不易显示出来,且存在剪力的影响,但由于加载方法简单,目前在工厂的试验中*常用的还是此种方法,因此塑料弯曲性能试验方法中也规定了对试样施加静态三点式弯曲负荷。

另一种加载法为四点式加载法,这种方法是使弯矩均衡的分布在试样上,试验时试样会在该长度上的任何薄弱处破坏,试样的中间部分为纯弯曲,且没有剪力的影响。

二、试验方法:

 1、所需试样

  可采用注塑、模塑、或由板材经机械加工制成矩形截面的试样。试样的标准尺寸为80mm或更长;10±0.5mm宽;4±0.2mm厚,也可以从标准的双铲形多用途试样的中间平行部分截取,若不能获得标准试样,则长度必须为厚度的20倍以上,试样宽度见下表选定。

标称厚度h

宽度b

基本尺寸

极限偏差

1<h≤3

25

±0.5

3<h≤5

10

5<h≤10

15

10<h≤20

20

20<h≤35

35

35<h≤50

50

试样厚度小于1mm时不做弯曲试验,厚度大于50mm的板材,应单面加工到50mm,且加工面朝上压头,这样就会接近或消除其加工影响。对于各向异性材料应沿纵横方向分别取样,使试样的负荷方向与材料使用时所受弯曲负荷方向相一致。

2.试验条件 试验时应按要求调节试验跨度和试验速度。Iso标准规定:跨度应为试样厚度的15-17倍,对于厚度较大的单向纤维增强材料试样,需采用较大的跨度比(L/h)计算跨度,以避免因剪力使试样分层,对于很薄的试样,可采用较小的跨度比计算的跨度,以便能在试验机的能量范围内进行测定。

三、影响试验的因素:

1.操作 例如试样尺寸的测量、试验跨度的调整、压头与试样的线接触和垂直情况以及挠度值零点的调整等,都会对测试结果造成误差。

 2.试验速度

试验速度mm/min

不同材料的弯曲强度  MPa

POM

ABS

PS

PP

1.5

69.82

68.51

107.1

51.53

1.7

71.59

66.62

109.3

52.17

2.0

71.76

67.44

109.2

52.40

2.3

72.64

67.77

110.6

53.51

2.7

76.39

67.87

113.3

53.19

3.上压头的影响 上压头半径对弯曲试验的影响主要表现在:如果上压头半径过小,则容易在试样上产生明显的压痕,造成压头与试样之间不是线接触,而是面接触;若压头半径过大,对于大跨度就会增大的影响,容易产生剪切断裂。因此,为了消除产生各种差异的可能性,使实验结果可比,应规定上压头半径的尺寸。为此,iso178、toct4648、astm d790m、din 5452以及jis k7203等标准中均规定上压头半径为5±0.1mm,与国标相一致。

4.温度的影响   和其他力学性能一样,弯曲强度也与温度有关。

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