數(shù)據(jù)處理對塑料拉伸試驗(yàn)的影響
數(shù)據(jù)處理是整個試驗(yàn)過程的一個重要環(huán)節(jié),因此與試驗(yàn)結(jié)果的精確程度有著密切的關(guān)系。
現(xiàn)在的材料試驗(yàn)機(jī)多數(shù)由計(jì)算機(jī)控制,數(shù)據(jù)處理已程序化,但是有些數(shù)據(jù)還是依靠人為試驗(yàn)和計(jì)算。如試樣尺寸、位移變化、伸長率計(jì)算等。
數(shù)據(jù)的處理采取四舍五入的原則,要以測量誤差為依據(jù),將試驗(yàn)得到的或計(jì)算得到的數(shù)據(jù)截取成所需要的位數(shù),對舍去的位數(shù)按四舍五入處理(或省略掉)。
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試驗(yàn)過程對塑料拉伸試驗(yàn)的影響
在對塑料做拉伸檢試驗(yàn)驗(yàn)時,拉伸速度變化,其力學(xué)行為也將發(fā)生改變。一般情況下,拉伸速度快應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度增大,而斷裂伸長率將減小。因?yàn)樗芰蠈儆谡硰椥圆牧希牧λ沙谶^程與變形速度緊密相關(guān)。應(yīng)力松弛需要一個時間過程,當(dāng)?shù)退倮鞎r,分子鏈來得及位移、重排,塑料呈現(xiàn)韌性行為,表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度減小,斷裂伸長率增大;高速拉伸時,分子鏈段的運(yùn)動跟不上外力作用的速度,塑料呈現(xiàn)脆性行為,表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度增大,斷裂伸長率減小。只有拉伸速度相同時,試驗(yàn)數(shù)據(jù)才具有可比性。對不熟悉的材料,正式試驗(yàn)之前要進(jìn)行預(yù)測,以預(yù)知合適的負(fù)荷和速度等,為正式試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
試樣的制備與處理對塑料拉伸試驗(yàn)的影響
在做各種塑料試驗(yàn)時,都要按標(biāo)準(zhǔn)制成樣。制樣方式有兩種:一是用原材料制樣,另一種是從制品上直接取樣。用原材料制成試樣有幾種方法,包括模壓型、注塑成型、壓延成型或吹膜成型等,每種制樣過程都有符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
但不同方法制樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不具備可比性。同一種制樣方法,要求工藝參數(shù)(如模具結(jié)構(gòu)、成型溫度、成型壓力、冷卻速度等)和工藝過程也要相同,否則塑料的成型過程中的微觀結(jié)構(gòu)如結(jié)晶度、分子取向等將有較大變化,直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
材料試驗(yàn)機(jī)對塑料拉伸試驗(yàn)的影響
材料試驗(yàn)機(jī)(又稱拉力機(jī))是專門用于材料力學(xué)性能試驗(yàn)的儀器,用來對金屬材料和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗(yàn)進(jìn)行機(jī)械加力。
測力傳感器精度、速度控制精度、夾具、同軸度和數(shù)據(jù)采集頻率等是材料試驗(yàn)機(jī)影響拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的主要因素。測力傳感器是材料試驗(yàn)機(jī)的核心部件,它的精度直接影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)和偏差大小。拉伸速度要求平穩(wěn)均勻,速度偏高或偏低都會影響拉伸結(jié)果。
夾具作為儀器的重要組成部分,也是試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高低的一個重要因素。夾具的設(shè)計(jì)主要是手動和氣動兩種。試驗(yàn)機(jī)的同軸度不好,拉伸位移偏大,拉伸強(qiáng)度有時將受到影響,結(jié)果偏小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的頻率也要適中,否則將影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù),峰值偏小。
試驗(yàn)環(huán)境對塑料拉伸試驗(yàn)的影響
影響塑料拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素有許多:如振動、溫度、濕度、人員等,其中最主要的因素是溫度和濕度。
由于塑料為黏彈性材料,其力學(xué)松弛過程與溫度關(guān)系很大,當(dāng)溫度升高時,分子鏈段熱運(yùn)動增加,松弛過程加快,在拉伸過程中必然表現(xiàn)出較大的變形和較低的強(qiáng)度。熱塑性塑料在升高溫度后強(qiáng)度下降幅度很大,而熱固性塑料在升高溫度后強(qiáng)度下降幅度較小。
試驗(yàn)環(huán)境的相對濕度對拉伸試驗(yàn)也有一定影響。對于一般吸水性小的塑料,受濕度的影響不顯著。而吸水性強(qiáng)的材料,濕度提高,等于對材料起增塑作用,即塑性增加,強(qiáng)度降低。GB/T8804中規(guī)定,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度為(23±2)℃,相對濕度為(50±10)%。
另外,塑料在大氣中儲存和使用會逐漸老化,老化后強(qiáng)度下降。因此試樣在制取后不能暴曬、不能儲存過久,以免因老化而影響試驗(yàn)結(jié)果。
拉伸試驗(yàn)作為一項(xiàng)常規(guī)性能試驗(yàn),是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度與拉伸速度下,對塑料試樣的縱軸方向施加拉伸載荷。當(dāng)牽伸作用力大于鍵合力或分子間的作用力時,會使分子鏈斷裂或相互滑移,宏觀表現(xiàn)為樣條的塑性變形、斷裂,在這一過程中試驗(yàn)試樣承受的負(fù)荷及其伸長。 通常的試驗(yàn)項(xiàng)目為拉伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、拉伸屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率、拉伸彈性模量等。