3 .1原理
3.1.1塑料静弯曲强度的定义
塑料的静弯曲强度是指用简支梁法将试样放在两个支点上,在两支点中间施加集中载荷,使试样变形直至破坏时的强度。对非脆性材料,当载荷达到一定值时会出现屈服现象,这时的载荷也叫破坏载荷,其强度也可称为静弯曲屈服强度。
式中,P是破坏载荷(破裂或屈服载荷),L是试验跨度即两支点间的距离,b、d是试样的宽度和厚度。
弯曲模量是指材料在比例极限内,弯曲应力与应变的比值,
式中,δ是试样在施加载荷时所对应的形变(挠度)。
3.1.2影响试验结果的主要因素
(1)式样尺寸的影响:试样的厚度与宽度对结果影响不大,试样的机械加工面对结果有影响。因此,尽量不要采用双面加工的办法,而采用唯面加工的办法来制作试样。试验时加工面朝上,即可基本消除加工影响。
(2)上压头圆弧半径的影响:在规定的试验条件下改变上压头圆弧半径对结果影响不大,规定上压头圆弧半径的目的是为试验中试样不产生明显压痕。在小跨度试验时如上压头圆弧太大,会增加剪切力的影响。
(3)应变速率的影响:试样受力弯曲形变时,试样横切面上部边缘处有最大的压缩变形,下部边缘处有最大的拉伸变形。所谓应变速率是指在单位时间内上下层相对形变的改变量,以每分钟形变百分率表示。弯曲与拉伸、压缩一样,其强度值与应变速率有关。试验中我们是用控制加载速度来控制应变速率的。一般说来,硬质材料应选较慢的试验速度,这样才能反映材料的不均匀性和它的松弛性能。
3.2实验步骤
3.2.1试样
(1)试样尺寸:压注、压制和浇铸试样尺寸120×15×10mm;压注试样也可用55×6×4mm;
(2)试样预处理:按国家标准方法处理。
3.2.2试验条件
1)弯曲上压头r1=10(或2)mm,r2=2mm,
(2)试验跨度L=100±0.5mm。
(3)试验速度v=1-30mm/min.
3.2.3测试步骤
(1)测量试样中间部位的宽度和厚度,宽度准确至0.05mm,厚度谁确至0.01mm,各测量三点取其算术平均值。
(2)在拉力试验机上,装上弯曲夹器和上压头,调节好试验跨度(L),放置好试样,加工面朝上。如图3-4所示。
图3-4静弯曲实验示意
(3)按选好的试验速度加载试验。待试样断裂或屈服马上停车,防止换向器与弯曲夹持器行程到底。试验中注意检查跨度是否改变,如果改变,此次试验作废。其Y-T曲线与拉伸试验相似。
3.3数据处理
按前面介绍的方法在Y-T曲线上读出破坏或屈服载荷(P),计算出比例极限区某点的载荷与挠度(δ),计算静弯曲强度或静弯曲屈服强度σ,计算材料的弯曲模量Ef。