1.1原理

1.1.2塑料拉伸试验中的应力——应变曲线

聚合物材料由于本身长链分子的大分子结构特点，使其具有多重的运动单元，因此在外力作用下的力学行为是一个松弛过程，具有明显的粘弹性质。在拉伸试验时因试验条件的不同，其拉伸行为有很大差别.最典型的拉伸应力一应变曲线如图3-1所示。起始，应力增大应变也增加，在A点之前应力与应变成正比关系，符合虎克定律，呈理想弹性体。

图3-1典型的塑料拉伸应力——应变曲线

A点叫做比例极限点.在OA直线上可任选适当的△σ与△ε，求出材料的起始弹性模量:

超过A点后的一段，应力增大应变仍增加，但二者不再成正比关系，比值逐渐减小，当到达Y点时,其比值为零。Y点叫做屈服点。此时弹性模最小近似为零，这是一个重要的材料特征点。对塑料来说，它是使用的极限点。如果再继续拉伸，应力只需保持不变甚至还会下降，应变可以在一个相当大的范围内增加，直至断裂.断裂点的应力可能比屈服点应力小，也可能比它大。断裂点的应力和应变叫做断裂强度和断裂伸长率。

1.1.2试验温度与试验速度对塑性应力——应变曲线的影响

塑料是一种粘弹性材料，它的力学松弛过程与温度和外力作用频率(时间)即试验速度有密切关系。试验温度和试验速度这两个因素都可以引起塑料力学松弛过程快慢的改变，使应力一应变曲线的形状发生变化，影响测试结果。同时，在一定的范围内，增加拉伸速度与降低试验温度的效果是相似的，这就是时间-温度等效原理。

1.2仪器装置

拉伸试验中使用拉力试验机。

图3-2电子拉力试验机原理方框图

根据负荷测定的方法不同，拉力试验机可以分为两类：一种是用杠杆和摆锤的组合测力系统测定负荷的试验机，称为摆锤式拉力试验机；另一种是用换能器将负荷转变为电信号的测力系统测定负荷的试验机，称为电子拉力试验机。无论哪种试验机更换夹具后，都可以进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等项常规力学性能试验。如有高低温装置还可进行不同温度条件下的力学性能测试。一般电子拉力试验机的原理如图3-2所示。

1 .3实验步骤

1.3.1试验前的准备

(1)试样制作：在拉伸试验中，应选择适当的试样形状和尺寸，使其拉伸时在有效部分断裂。一般都是哑铃形试样，主要是选择适当的过渡圆弧半径和有效宽度。在塑料拉伸试验国家标准方法中对各种试样(如压注，压制，浇铸，硬板材，软片，薄膜等)的形状、尺寸、圆弧半径都作了统一的规定，准备试样时应严格按照标准尺寸加工制作。

(2)试样预处理：如前所述，测试结果一与温度、湿度有密切关系，因此在测试之前除了进行制作中必要的后处理(如退火、淬火等)之外，还须在与试验条件相同的条件下放置一定时间，使试样与试验条件的环境达到平衡。一般试样愈硬厚，这段放置时间应愈长一些。这在国家标准中都有规定。

(3)拉力试验机的准备工作：要保证测试的顺利进行和结果的准确，拉力试验机的良好工作状态是必不可少的。XW-200型电子拉力试验机的准备工作包括：

①首先调节工作室的温度和湿度使之符合国家标准的要求。

②测力系统调节和校准一首先根据材料强度和试样大小，选择一个合适量程的力传感器。把选定的传感器放到主机顶上传感器座上固定，用电缆把传感器与测力放大器相连。同时在传感器上装好夹具。

1.3.2测试步骤

(1)测量试样的宽度和厚度：压制、压注、浇铸的样品，层压板和其它板材准确至0.05mm，软片厚度准确至0.01mm，薄膜厚度准确至0.001mm。每个试样在有效部分测量三点，取算术平均值，并在试样上轻轻划上有效部分的标线(如图3-3所示).

图3-3拉伸试样

(2)根据不同试样选择合适的夹具，把试样垂直地夹紧。不要太紧以免在夹持处造成伤痕影响拉伸强度，也不要太松，以免拉伸时发生滑动影响测试，还要注意勿使试样受横向力，防止扭断试样，对脆性的小试样更需小心。如要测量形变时，把形变测量装置的夹持器夹在试样有效部分划线上。

(3)根据试样种类按国家标准试验方法中规定的试验速度范围，选择一个合适的拉伸速度。然后选好相应的速度给定值。

(4)检查一遍试验要求的条件，温度、速度是否正确，记录仪、测力系统是否准备停当，一切就绪才能开始试验。

试验时，开动试验速度下行按钮，这时主机横梁即按给定速度向下移动，开始拉伸试样，直到试样断裂为止。试样断裂后可自动停机也可手动停机。这时在记录仪上画出Y-X载荷一形变)曲线。

1.4数据处理

1.4.1拉伸试验得到的数据

(1)试样的初始尺寸;有效部分长度L0，试样厚度d，试样有效部分宽度b.

(2)一张拉伸记录曲线图(Y-x，Y-T，Y三者之一)

1,4.2抗拉强度的计算

式中，P是最大破坏载荷(kg).由于不同材料拉伸时断裂点的载荷可能小于屈服点载荷，也可能大于屈服点载荷，因此计算抗拉强度时所指的是最大破坏载荷，不一定是断裂点的载荷，而是应力-应变曲线上最大应力点的载荷.

4.3断裂伸长率εt

式中，L。是试样初始有效长度;L是试样断裂时标线间的距离，(L一L。)=L，是试样拉伸至断裂时的总伸长值，可以从载荷-形变(X一x)曲线上直接读出，也可以从载荷-时间(Y一T)曲线上近似计算出来。计算方法如下:

式中，s:是开始拉伸到断裂时记录纸走过的长度(距离)，v1:是记录仪走纸速度;v2:是拉力机拉伸试样的速度.注意这样计算出来的形变值△L是上下夹具间的伸长值而不是试样有效部分的形变值，形变不太大时可以近似相等.

1.4.4起始弹性摸量Et.

式中，△σ与△ε分别是比例极限点以内任一点的应力与应变，如图lu一11一I所示。直接从Y一x曲线上求此更方便.