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塑料拉伸斷裂強度如何檢測?(內附142種塑料拉伸斷裂強度數值表)
斷裂拉伸強度指塑料在最終斷裂前能承受的應力大小。這一數值對應的是材料拉伸至無法恢復的臨界點,此時材料會從彈性變形轉變為塑性變形。
了解這一性能絕非單純關注數字,而是為了掌握材料在實際應用中的表現。改性塑料制造商通過分析該性能,能在平衡成本與合規要求的前提下,設計出更安全、更堅固、更可靠的材料。簡而言之,拉伸強度測試有助于預測塑料在壓力下的行為,確保其滿足當下高要求的應用場景。
選擇合適的聚合物,首先要了解其強度特性。本指南將帶你了解如何測定塑料行業常用各類聚合物的斷裂拉伸強度,助你自信做出材料選擇。
拉伸強度:基礎概念、單位與類型
拉伸強度的定義
拉伸強度是塑料材料在不失效的前提下,能承受的最大拉應力。這種應力產生于材料被拉伸的過程中,也是材料從彈性變形向塑性變形轉變的臨界點。
當應力解除時,塑料材料會經歷以下兩種變形:
彈性變形:材料會恢復原始尺寸,這種變形具有可逆性和非永久性,僅適用于小應變情況。
塑性變形:材料無法恢復原始尺寸,這種過程具有永久性和不可逆性。
拉伸強度的單位
拉伸強度的計量單位為單位橫截面積所承受的力。在國際單位制中,拉伸強度的單位包括:
帕斯卡(Pa)
兆帕(MPa)
吉帕(GPa)
在美國,為方便測量,常用的拉伸強度單位包括:
磅力 / 平方英寸(lbf/in2 或 psi)
千磅力 / 平方英寸(kpsi)
拉伸強度的三種類型
拉伸強度主要分為三類:
屈服強度(A):材料在不發生永久變形的前提下能承受的應力。想了解更多屈服拉伸強度相關內容 ?
極限強度(B):材料能承受的最大應力。
斷裂強度(C):應力 - 應變曲線上斷裂點對應的應力坐標。
應力-應變曲線顯示了屈服點 (A)、極限強度點 (B) 和斷裂點 (C) 的抗拉強度
換句話說,材料首先發生彈性形變——當應力釋放時,它們會恢復到原來的形狀。然后,在更大的力作用下,它們會發生塑性形變,這就是屈服——當應力釋放時,它們已被永久拉伸成新的形狀。最后,它們會發生斷裂;這最終歸結為拉伸應力或斷裂點。
抗拉強度通常被稱為極限抗拉強度。
什么是斷裂拉伸強度?
斷裂拉伸強度(TS)衡量的是塑料試樣在拉伸過程中、斷裂前能承受的最大應力。部分材料會發生脆性斷裂,斷裂過程較為突然;另一些材料則會在斷裂前發生變形或伸長。該強度以致使物體斷裂所需的拉應力或壓應力為計量標準,也被稱為斷裂強度。
因此,它是以下場景中重要的力學性能指標:
材料評估
質量控制
結構設計
建模分析
失效分析
應力 - 應變曲線如何測量拉伸強度?
當物體受到拉伸力作用時,會發生伸長變形。在彈性變形區域,可通過應力 - 應變曲線獲取材料的受力行為,這一規律被稱為胡克定律。力所產生的伸長量取決于塑料材料本身及物體的尺寸。
應力的定義
應力指塑料單位面積上所承受的力,單位為牛 / 平方米(N/m2)或帕斯卡(Pa)。
公式:σ = F/A其中:
σ 代表應力
F 代表作用力
A 代表試樣的橫截面積
應變的定義
應變指單位長度的伸長量,由于是長度比值,應變無單位。
公式:ε = ΔL/L?;ΔL = L-L?其中:
ε 代表應變
L? 代表被拉伸棒材的原始長度
L 代表拉伸后的長度
ΔL 代表棒材的伸長量,即上述兩種長度的差值
測量塑料拉伸性能的測試方法有哪些?
一般來說,“拉伸試驗方法”用于測量材料的彈性模量。
常用的方法有:
ASTM D638 - 塑料拉伸性能標準試驗方法。
ISO 527-1:2012 - 拉伸性能的測定。
這些方法用于測定塑料和塑料復合材料的拉伸性能。測定是在特定的條件下進行的,這些條件包括:
預處理
溫度
濕度
機器速度
測試樣品呈標準啞鈴形。
對于 ASTM D638 標準,測試速度由材料規范決定。對于 ISO 527 標準,強度和伸長率的測試速度通常為 5 或 50 mm/min,模量測試速度通常為 1 mm/min。
塑料的拉伸斷裂強度數值


