《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什么？ 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】 答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素：温度、应变速率和应力状态。 3、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？【P23】 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 5、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性。 【P32】 答： 212?? ? ??=a E s c πγσ，只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： （1）应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τ max 和最大正应力σmax 比值，即： () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 （2）缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 （3）缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σ b 的比值，称为缺口敏感度，即： 【P47 P55 】 （4）布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 （5）洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度 【P51 P60】。 （6）维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承受
塑料拉伸性能的测定 第二部分：模塑和挤塑塑料的试验条件 1 范围 1.1GB/T 1040的本部分在第1部分基础上规定了用于测定模塑和挤塑塑料拉伸性能的实验条件。 1.2本部分适合下述范围的材料： ----硬质和半硬质的热塑性模塑、挤塑和铸塑材料，除未填冲类型外还包括列入用短纤棒、细棒、小薄片或细粒料填充和增强的复合材料，但不包括纺织纤维增强的复合材料； ----硬质和半硬质热固性模塑和铸塑材料，包括填充和增强的复合材料，但不包括纺织纤维增强的复合材料； ----热致液晶聚合物。 本部分不适用于纺织纤维增强的复合材料、硬质微孔材料或含有微孔材料夹层结构的材料2.名词和定义 见ISO 527-1:2012，章节3 3原理和方法 见ISO 527-1:2012，章节4 4仪器 4.1概述 见ISO 527-1:2012，章节5，特别是5.1.1致5.1.4 4.2引伸计 4.3测试记录装置 5测试样品 5.1形状和尺寸 只要可能，试样应为如图一所示的1A型和1B型的哑铃型试样，直接模塑的多用途试样选择1A型，机加工试样选择1B型。 关于使用小试样时的规定，见附录A/ISO 20753 注：具有4mm厚的IA型和1B型试样分别和ISO 3167规定的A型和B型多用途试样相同。与ISO 20753的A1和A2也相同
5.2试样的制备 应按照相关材料规范制备试样，当无规范或无其他规定时，应按ISO293、ISO 294-1，ISO295或者ISO 10724-1以适宜的方法从材料直接压塑制备试样，或按照ISO 2818由压塑或注塑板材经机加工制备试样。 试样所有表面应吴可见裂痕、划痕或其他缺陷。如果模塑试样存在毛刺应去掉，注意不要损伤模塑表面。 由制件机加工制备试样时应取平面或曲率最小的区域。除非确实需要，对于增强塑料试样不宜使用机加工来减少厚度，表面经过机加工的试样与未经机加工的试样实验结果不能互相比较。 5.3标线 见ISO 527-1:2012,6.3 5.4检查测试样品 见ISO 527-1:2012,6.4 5.5各向异性 5.6测试样数量 见ISO 527-1:2012，章节7. 6 状态调节 见ISO 527-1:2012，章节8 7 测试过程 见ISO 527-1:2012，章节9 在测量弹性模量时，1A型、IB型试样的试验速度应为1mm/min，对于小试样见附录A。8结果计算和表示 见ISO 527-1:2012，章节10 9精确度 见附录B 10实验报告 试验报告应包扩一下内容： a）注明引用ISO 527的本部分，包括试样类型和试验速度，并按下列方式表示；
塑料力学性能测试标准 GB/T 1039-1992塑料力学性能试验方法总则 plastics--General rules for the test method of mechannlcal properties GB1040 塑料拉伸试验方法 Plastics--Determination of tensile properties GB/T_1041-1992 塑料压缩性能试验方法 Plastics--Determination of compressive properties GB/T 1043-93 硬质塑料简支梁冲击试验方法 Plastics--Determination of charpy impact strength of rigid matericals GB/T 14153-1993硬质塑料落锤冲击试验方法通则 General test method for impact resistance of rigid plastics by means of falling weight GB/T 14484-1993 塑料承载强度试验方法 Test method for bearing strength of plastics GB/T 14485-1993 工程塑料硬质塑料板材及塑料件耐冲击性能试验方法、落球法Standard methods of testing for impact resistance of plats and pats made from englneering plastics by a ball(falling ball GB/T 15047-1994 塑料扭转刚性试验方法 Test method for stiffness proporties in tirsion of plastics GB/T 15048-1994 硬质泡沫塑料压缩蠕变试验方法 Cellular plastics,rigid--Determination of compressive creep GB/T 12027-2004 塑料-薄膜和薄片-加热尺寸变化率试验方法 Plastics--film and sheeting-Determination of dimensional change on heating GB/T 2013525-1992 塑料拉伸冲击性能试验方法 Test method for tensile-impact property of plastics GB/T 11999-1989塑料薄膜和薄片耐撕裂性试验方法埃莱门多夫法 Plastics--Film and sheeting--Determination of tear resistance--Elmendorf method GB/T 10808-1989 软质泡沫塑料撕裂性能试验方法 Cellular plastics--Tear resistance test for flexible materials
高分子材料拉伸性能实验 1. 实验目的 了解高分子材料的拉伸强度、模量及断裂伸长率的意义和测试方法，通过应力－应变曲线，判断不同高分子材料的性能特征。 2. 实验原理 拉伸强度是用规定的实验温度、湿度和作用力速度，在试样的两端以拉力将试样拉至断裂时所需的负荷力，同时可得到断裂伸长率和拉伸弹性模量。 将试样夹持在专用夹具上，对试样施加静态拉伸负荷，通过压力传感器、形变测量装置以及计算机处理，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力－应变曲线，计算出曲线上的特征点如试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力（拉伸强度）、试样断裂时的拉伸应力（拉伸断裂应力）、在拉伸应力－应变曲线上屈服点处的应力（拉伸屈服应力）和试样断裂时标线间距离的增加量与初始标距之比（断裂伸长率，以百分数表示）。 3. 实验材料 实验原料：GPPS、PP、PC。 （1）拉伸样条：哑铃型样条，测试标准：ASTM D638。样条如下：
4. 实验设备 万能材料实验机及夹具 5. 实验条件 不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的影响，按表2选用国家标准规定的拉伸试样类型以及相应的实验速度。 表 2 拉伸试样类型以及相应的实验速度 ①Ⅲ试样仅用来测试拉伸强度 实验速度为以下九种： A: 1mm/min ±50% B: 2mm/min ±20% C: 5mm/min ±20% D: 10mm/min ±20% E: 20mm/min ±10% F: 50mm/min ±10% G: 100mm/min ±10% H: 200mm/min ±10% I: 500mm/min ±10% 6.实验步骤 （1）实验环境：温度23℃，相对湿度50％，气压86～106KPa。 （2）测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确到0.01mm，每个试样测量三点，取算术平均值。
静拉伸试验 一、实验目的 1、测45#钢的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 2、测定铝合金的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象。 二、使用设备 微机控制电子万能试验机、0.02mm 游标卡尺、试验分化器 三、试样 本试样采用经过机加工直径为10mm 左右的圆形截面比例试样，试样成分分别为铝合金和45#，各有数支。 四、实验原理 按照我国目前执行的国家 GB/T 228—2002标准—《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定，在室温1035℃℃的范围内进行试验。将试样安装在试验机的夹头当中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（一般应变速率应≤0.1m/s ），直到拉断为止，并且利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图。 试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形L ?主要是整个试样，而不仅仅是标距部分的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素，由于试样开始受力时，头部在头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 塑性材料与脆性材料的区别： （1）塑性材料： 脆性材料是指断后伸长率5%δ≥的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都比较大。塑性材料在发生断裂时，会发生明显的塑性变形，也会出现屈服和颈缩等现象； （2）脆性材料： 脆性材料是指断后伸长率5%δ<的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都很小。并且，大多数脆性材料在拉伸时的应力—应变曲线上都没有明显的直线段，几乎没有塑性变形，在断裂前不会出现明显的征兆，不会出现屈服和颈缩等现象，只有断裂时的应力值—强度极限。 脆性材料在承受拉力、变形记小时，就可以达到m F 而突然发生断裂，其抗拉强度也远远 小于45钢的抗拉强度。同样，由公式0m m R F S =即可得到其抗拉强度，而根据公式，10 l l l δ-=。 五、实验步骤 1、试样准备 用笔在试样间距0L （10cm ）处标记一下。用游标尺测量出中间横截面的平均直径，并且测出试样在拉伸前的一个总长度L 。 2、试验机准备：
实验一金属材料拉伸实验 拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。 金属的力学性能可用强度极限σ b 、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ 和冲击韧度α k 五个指标来表示。它是机械设计的主要依据。在机械制造和建筑工程等许多领域，有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的抗拉强度，这就需要测定材料的性能指标是否符合要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料在各种使用条件下，确定其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。 一、实验目的 1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率Ψ。铸铁的σb 。 2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。 3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能，及断口形貌。 二、实验设备仪器及量具 万能材料实验机，引伸仪，划线台，游标卡尺；小直尺。 三、试件 金属材料拉伸实验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必须按国家标准GB228—76的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下不能做成标准试件时，应按规定做成比例试件。图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于板材可制成矩形截面。园形试件标距L。和 直径之比，长试件为L 0／d ＝10，以δ 10 表示，短试件为L ／d =5以δs表示。 矩形试件截面面积A 0和标距L 之间关系应为
§8-4 材料在拉伸与压缩时的力学性能 一、材料力学性能的概念 结构构件或机械零件总是由某一种材料制作的。例如，土木工程结构中常用混凝土、砖石、钢材或木材作为构件材料；机械设备常用金属（通常是钢）作为一个零件的材料。之所以选择某种特定的材料，一个重要的原因是，这种材料的力学性能能够满足工程实际的需要。当然，经济性和其他方面的功能性也是选择材料的重要依据。 材料的力学性能又称材料的机械性能，属于材料物理性能的一个重要部分，是材料在力（或应力）的作用下所表现出来的变形与破坏方面的性质，具体包括弹性变形、塑性变形、蠕变、断裂、疲劳、硬度等一系列的性能。 材料的力学性能是由材料内部的微观结构决定的。研究材料内部的微观结构与材料的力学性能之间的关系，这属于材料学的研究范畴，材料力学一般不作研究。但是，材料的某些力学性能指标，却是材料力学讨论强度、刚度和稳定性问题的起点，因此，有必要理解这些指标的含义和了解其获取方法。 材料力学中最为常用的材料力学性能指标包括：①强度指标——屈服极限和强度极限；②弹性常数——弹性模量、切变模量和泊松比。另有断裂韧度及疲劳极限等指标将在以后作出解释。 二、低碳钢的拉伸试验（GB/T 228-2002） 由于金属材料在各类工程中较为常用，低碳钢作为一种常用金属材料又可以在其关于拉伸的力学性能测试中很好的展示屈服极限、强度极限、弹性模量等力学性能指标的概念和获取方法，以下将按国家标准《GB/T 228-2002 金属材料室温拉伸试验方法》中规定的程序，简要描述低碳钢（Q235A级碳素结构钢，参见国家标准《GB/T 700-2006 碳素结构钢》）的拉伸试验过程及其主要结果。
实验十二聚合物拉伸性能测试 一、实验目的 （1）熟悉电子力学试验机的原理及使用方法； （2）绘制聚合物的应力-应变曲线，测定其拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率。 二、实验原理 拉伸性能是聚合物力学性能中最重要、最基本的性能之一。拉伸性能的好坏，可以通过拉伸试验来检验。 拉伸试验是在规定的试验温度、湿度和速度条件下，对标准试样盐纵轴方向施加静态拉伸负荷，直至试样被拉断为止。用于聚合物应力—应变曲线测定的电子拉力机是将试样上施加的载荷、形变通过压力传感器和形变测量装置转变成电信号记录下来，经计算机处理后，测绘处试样在拉伸形变过程中的应力-应变曲线。从应力-应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。通过拉伸试验提供的数据，可对高分子材料的拉伸性能做出评价，从而为质量控制，研究、开发与工程设计及其他项目提供参考。 应力-应变曲线一般分为两个部分：弹性变形区和塑性变形区。在弹性变形区，材料发生可完全恢复的弹性变形，应力与应变呈线性关系，符合胡克定律。在塑性变形区，形变是不可逆的塑性形变，应力和应变增加不再呈正比关系，最后出现断裂。图12-1为典型的聚合物拉伸应力-应变曲线。 图12-1 典型的聚合物拉伸应力—应变曲线 不同的高聚物材料、不同的测定条件，分别呈现不同的应力-应变行为。根据应力-应变曲线的形状，目前可大致归纳为五种类型，如图12-2所示。 （1）软而韧拉伸强度低，弹性模量小，且伸长率也不大，如溶胀的凝胶等。 （2）硬而脆拉伸强度和弹性模量较大，断裂伸长率小，如聚苯乙烯等。 （3）硬而强拉伸强度和弹性模量较大，且有适当的伸长率，如硬聚氯乙烯等。 （4）软而韧断裂伸长率大，拉伸强度也较高，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。 （5）硬而韧弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等。
《高分子材料的拉伸性能测试》实验指导书 一、实验目的 1、测试热塑性塑料拉伸性能。 2、掌握高分子材料的应力—应变曲线的绘制。 4、了解塑料抗张强度的实验操作。 二、实验原理 拉伸试验是材料最基本的一种力学性能试验方法，可以得到材料的各种拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力-应变曲线等。拉伸试验是指在规定的温度、湿度和试验速度下，在试样上沿纵轴方向施加拉伸载荷使其破坏，此时材料的性能指标如下： 1.拉伸强度为： (1) 式中σ--拉伸强度，MPa; P---破坏载荷（或最大载荷)，N; b---试样宽度，cm; h---试样厚度，cm. 2.拉伸破坏(或最大载荷处)的伸长率为： (2) 式中ε---试样拉伸破坏(或最大载荷处)伸长率，%; ΔL0-破坏时标距内伸长量，cm; L0---测量的标距，cm, 3.拉伸弹性模量为： (3) 式中E t---拉伸弹性模量，MPa； ΔP—荷载-变形曲线上初始直线段部分载荷量，N； ΔL0—与载荷增量对应的标距内变形量，cm。 4.拉伸应力-应变曲线 如果材料是理想弹性体，抗张应力与抗张应变之间的关系服从胡克定律，即：σ = Eε 式中: E－杨氏模量或拉伸模量；σ－应力；ε－应变
聚合物材料由干本身长链分子的大分子结构持点，使其具有多重的运动单元，因此不是理想的弹性体，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。拉伸试验时因试验条件的不同，其拉伸行为有很大差别。起始时，应力增加，应变也增加，在A点之前应力与应变成正比关系，符合胡克定律，呈理想弹性体。A点叫做比例极限点。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；当达到Y点时，其比值为零。Y点叫做屈服点。此时弹性模最近似为零，这是一个重要的材料持征点。对塑料来说，它是使用的极限。如果再继续拉伸，应力保持不变甚至还会下降，而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。 高分子材料是多种多样的，它们的应力—应变曲线也是多样的并且受外界条件的极大影响。 材料的应力—应变曲线下的面积，表示其反抗外力时所做的功，因此根据应力－应变曲线的形状就可以大致判断出该材料的强度和韧性。
拉伸性能测试（静态） 拉伸性能测试主要确定材料的拉伸强度，为研究、开发、工程设计以及质量控制和标准规范提供数据。在拉伸测试中，薄的薄膜会遇到一定困难。拉伸试样的切边必须没有划痕或裂缝，避免薄膜从这些地方开始过早破裂。 对于更薄的薄膜，夹头表面是个问题。必须避免夹头发滑、夹头处试样破裂。任何防止夹头处试样发滑和破裂，而且不干扰试样测试部分的技术如在表面上使用薄的橡胶涂层或使用纱布等都可以接受。 从拉伸性能测试中可以得到拉伸模量、断裂伸长率、屈服应力和应变、拉伸强度和拉伸断裂能等材料性能。ASTM D 638 (通用）[4]和ASTM D 882 [5](薄膜）中给出了塑料的拉伸性能（静态）。 拉伸强度 拉伸强度是用最大载荷除以试样的初始截面面积得到的，表示为单位面积上的力（通常用MPa为单位）。 屈服强度 屈服强度是屈服点处的载荷除以试样的初始截面面积得到的.用单位面积上的力（单位MPa)表示，通常有三位有效数字。 拉伸弹性模量 拉伸弹性模量（简称为弹性模量，E)是刚性指数，而拉伸断裂能（TEB,或韧性）是断裂点处试样单位体积所吸收的总能量。拉伸弹性模量计算如下：在载荷-拉伸曲线上初始线性部分画一条切线，在切线上任选一点，用拉伸力除以相应的应变即得（单位为MPa)，实验报告通常有三位有效数字。正割模量（应力-应变间没有初始线性比值时）定义为指定应变处的值。将应力-应变曲线下单位体积能积分得到TEB，或者将吸收的总能量除以试样原有厚度处的体积积分。TEB表示为单位体积的能量（单位为MJ/m3)，实验报告通常有两位有效数字。 拉伸断裂强度 拉伸断裂强度的计算与拉伸强度一样，但要用断裂载荷，而不是最大载荷。应该注意的是，在大多数情况中，拉伸强度和拉伸断裂强度值相等。 断裂伸长率 断裂伸长率是断裂点的拉伸除以初始长度值。实验报告通常有两位有效数字。 屈服伸长率 屈服伸长率是屈服点处的拉伸除以试样的初始长度值，实验报告通常有两位有效数字。 塑料薄膜的包装产率 有一种专门的ASTM测试方法（ASTMD 4321[6])测定塑料薄膜的“包装产率”，以试样单位质量上的面积表示。在这种测试中，定义并得到标称产率(用户和供应商之间达成的目标产率值）、包装产率（按标准计算的产率）、标称厚度（用户和供应商之间达成的薄膜厚度目标值）、标称密度和测量密度等值。对于加工厂商来说包装产率值很重要，因为它决定了某种应用中一定质量的薄膜可以得到的实际包装数量。
第3讲教学方案——材料在拉伸与压缩时的力学性能许用应力与强度条件
§2-3 材料在拉伸与压缩时的力学性能 材料的力学性能：也称机械性能。通过试验揭示材料在受力过程中所表现出的与试件几何尺寸无关的材料本身特性。如变形特性，破坏特性等。研究材料的力学性能的目的是确定在变形和破坏情况下的一些重要性能指标，以作为选用材料，计算材料强度、刚度的依据。因此材料力学试验是材料力学课程重要的组成部分。 此处介绍用常温静载试验来测定材料的力学性能。 1. 试件和设备 标准试件：圆截面试件，如图2-14：标距l 与直径d 的比例分为，d l 10=，d l 5=； 板试件（矩形截面）：标距l 与横截面面积A 的比例分为，A l 3.11=，A l 65.5=； 试验设备主要是拉力机或全能机及相关的测量、记录仪器。 详细介绍见材料力学试验部分。国家标准《金属拉伸试验方法》（如GB228-87）详细规定了实验 方法和各项要求。 2. 低碳钢拉伸时的力学性能 低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢，如A 3钢、16Mn 钢。 1）拉伸图（P —ΔL ），如图2-15所示。 弹性阶段（oa ） 屈服（流动）阶段（bc ） 强化阶段（ce ）由于P —ΔL 曲线与试样的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，可采用应力应变曲线，即εσ-曲线来代替P —ΔL 曲线。进而试件内部出现裂纹，名义应力σ下跌，至f 点试件断裂。 对低碳钢来说，s σ，b σ是衡量材料强度的重要指标。 2）εσ-曲线图，如图2-16所示，其各特征点的含义为： oa 段：在拉伸（或压缩）的初始阶段应力σ与应变ε为直线关系直至a 点，此时a 点所对应的
塑料的拉伸性能试验方法 第二部分：模压与挤压塑料的测试条件 内容： 前言： 1范围 2引用标准 3原则 4定义 5仪器 6测试试样 7测试试样数量 8条件 9步骤 10结果的计算与表达 11预测 12测试报告 附录A （标准）小试样 附件ZA （标准）国际引用标准 相关欧洲出版 图1 测试试样类型1A 和1B 图A.1 测试试样类型1BA 和1BB 图A.2 测试试样类型5A 和5B 文献列表
标准前言 有PRI/21委员会准备的英国标准，EN ISO 527-2:1996 塑料的拉伸性能的试验方法的第二部分：模压与挤压塑料的测试条件为英文标准。与ISO 出版的ISO 527-2：1993 相一致，同时与代替了BS2782:1976里的320A和320F的方法改成了BS2782:1993的321方法合并。BS2782:1976里的320A和320F的方法在修正后删除。 交叉引用 国际标准相应的英国标准 ISO 293:1986 BS2782 塑料的拉伸试验方法 方法901A ：1988 热塑性塑料压塑试样ISO 294:1975 方法901A ：1997 热塑性塑料注塑试样 ISO 295:1991 方法902A ：1992 塑料-热固性塑料压塑试样 ISO 527-1:1993 方法321:1993 拉伸测试试验的一般原理ISO 2818:1980 方法930A ：1997 拉伸测试的试验准备 技术委员会回顾了ISO 37:1997和ISO 1926:1979，同时将它们在此标准中作为标准参考文献，与此标准结合使用。 警告：此英国标准与ISO 527-2 相一致，不需要将所有的预防全部列出，具体要求见1974年的Health and Safety at Work 等，注意所有的预防措施，测试需经专业人员操作。 英国标准不包含所有合同的约定，使用英国标准只是为了正确的应用。 按照英国测试标准不能够免除法律的约束。
材料力学性能拉伸试验报告 材化08 李文迪 40860044
[试验目的] 1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。 2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 [试验材料] 通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法： 1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。 1.2热处理状态及组织性能特点简述： 1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀 的冷却称为退火。 特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正 火。 特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。 1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此 温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。 特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 1.3试样规格尺寸：采用R4试样。 参数如下：
1.4公差要求 [试验原理] 1.原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段 卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度R 。当屈服到一定 eL 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 [试验设备与仪器] 1.1试验中需要测得： （1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线） （2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。 1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为 0.02mm。 1.3检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。 注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。 注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。
ASTM D 638-97 塑料拉伸性能的标准测试方法 1．范围 1．1本测试方法包含对标准哑铃形增强和无增强塑料试样在给定的的预处理，温度，湿度和测试机械速度条件下的拉伸性能的确定。 1．2本测试方法可用于测试任何厚度达到14mm（0.55in）的材料，但是对于落薄板形试样包括厚度小于1.0mm(0.04in)的薄膜，应俦考虑测试方法D882，厚度超过14mm(0.55in)的材料必须加工减薄。 1．3本测试方法包括在室温情况下确定泊松比的选择。 2.参考文件 2.1美材料试验协会标准： D229 纯缘刚性平板材料测试方法 D374 固体绝缘厚度的测试方法。 D412 硫化橡胶，热塑性橡胶，热塑性橡胶拉伸测试方法。 D618 测试用调湿调温处理塑料和绝缘材料的准则。 D638 塑料拉伸性能测试方法 D651 模制绝缘材料抗拉强度的测试方法 D882 塑料薄板拉伸性能的测试方法 D883 有关塑料的术语 D1822 使塑料和绝缘材料断裂的拉伸冲击能量测试方法 D3039/D3039M 聚合基材复合材料拉伸性能的测试方法
D4000 确定塑料材料的分类系统 D4066 尼龙注入和挤压材料的分类系统 E4 测试机械压力校验准则 E83 应力计校验和分类准则 E132 室温下泊松比的测试方法 E691 确定测试方法精度的室内试验研究准则 2．2ISO标准 ISO527－1拉伸性能的确定 3．术语 4．意义和使用 4．1本试验方法被设计成能为塑料控制和技术要求提供拉伸性能数据。这些数据有助于定性描述研究和发展，对许多材料，有可能技术要求需要使用本方法，但是当遵守技术要求时，应首先进行一些程序上的改变，因此建议使用本方法前应查阅该种材料的技术要求，分类D4000中表1列出了目前存在的ASTM材料标准。 4．2应该认识到，如果没有测试该种材料的准备方法，不能对该种材料进行测试。因此，需要材料比较测试时，应特别小心以确保所有试样以同一种方法制作，除非测试包括试样制作的影响。同样，为了对给定的一组试样进行比较，必须注意以确保在具体制作加工处理试样时保持最大程度的同一性。 4．3拉伸性能能为工程设计提供有用的数据。可是由于许多塑料表现出来对应变率和环境和高度敏感性，由本种方法得到的数据应用到负荷时间比例或环境与本方法相差太大的工程中时，被认为是无效的。这些差异性，不能对大部分塑料的有效性界限作出评价。如果拉伸性能要满足工
食品质构检测之面条拉伸性测试方法详解
面条起源于中国，已有四千多年的制作食用历史。因制作简单，烹制多样，既食用方便又具有浓郁的地方特色，在中国和其他世界各地广泛流传，并将风味发展到了极致。 拉面，是深受人们喜爱的一种面条制品，自1999年“兰州拉面”与“北京全聚德烤鸭”、“天津狗不理包子”并称中式三大快餐之后，拉面已然成为“中华第一面”。拉面制作讲究，和、饧、扯、揉、抻、拉一项不能少，工艺繁琐复杂，其中抻和拉的技术要求非常高，决定了拉面的最终口感，比如弹性、爽滑性等。这除了与制作者的拉抻技术有关，最关键的还在于面条自身的拉伸性能。 目前，面条的拉伸性能的测定往往采用比较成熟的拉伸试验，反映在量化指标上主要有“抗拉强度”“应变率”等。抗拉强度，表示面条在拉力作用下抵抗破坏的最大能力，即面条经过屈服阶段进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时承受的最大力与面条原横截面积的比值，单位为MPa。“应变率”，指的是面条拉伸断裂前的最大伸长量与面条初始长度的比值，单位为%。 采用拉伸试验检测生面条的拉伸性能，除了能直观了解成型面条的抗拉伸断裂的能力以及延展性，还能根据测试数据及相关试验结果描绘出面粉的流变学特性，找出生产面粉的正常数值范围，是对面粉质量监控的一种有效手段。 对于拉面来说，拉面改良剂是广泛用于拉面制作的一种添加剂，能使面团产生较大的吸水性、延展性和粘性，使拉面光滑爽口。通过对添加改良剂的拉面面条进行拉伸试验，能准确的评价改良剂的改良效果，帮助面粉及面制品企业科研人员正确选择和应用不同性质的改良剂。 当拉伸试验应用于熟面条时，更是一种对其韧性、弹性和断裂性的直观评价方法。 拉伸性能测试方法 测试仪器：XLW（EC）智能电子拉力试验机和拉伸测试装置，济南兰光机电技术有限公司。XLW（EC）智能电子拉力试验机, 集成拉伸、剥离、撕裂、热封等八种独立的测试程序，支持拉压双向试验模式，精度优于0.5级。拉伸测试装置是由两个带有卷轴的拉伸杆组成，其中一个拉伸杆固定在基座上。
§1－1 轴向拉伸实验 一、实验目的 1、 测定低碳钢的屈服强度eL R （s σ）、抗拉强度m R （b σ）、断后伸长率A 11.3（δ10）和断面收缩率Z （ψ）。 2、 测定铸铁的抗拉强度m R （b σ）。 3、 比较低碳钢?5（塑性材料）和铸铁?5（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。 注：括号内为GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。 二、设备及试样 1、 电液伺服万能试验机（自行改造）。 2、 0.02mm 游标卡尺。 3、 低碳钢圆形横截面比例长试样一根。把原始标距段L 0十等分，并刻画出圆周等分线。 4、 铸铁圆形横截面非比例试样一根。 注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。比例系数k 取5.65时称为短比例试样，k 取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k 取5.65。非比例试样0L 与0S 无关。 三、实验原理及方法 低碳钢是指含碳量在0.3％以下的碳素钢。这类钢材在工程中使用较广，在拉伸时表现出的力学性能也最为典型。 ΔL （标距段伸长量） 低碳钢拉伸图（F —ΔL 曲线） 以轴向力F 为纵坐标，标距段伸长量ΔL 为横坐标，所绘出的试验曲线图称为拉伸图，即F —ΔL 曲线。低碳钢的拉伸图如上图所示，F eL 为下屈服强度对应的轴向力，F eH 为上屈服强度对应的轴向力，F m 为最大轴向力。 F —ΔL 曲线与试样的尺寸有关。为了消除试样尺寸的影响，把轴向力F 除以试样横截面的原始面积S 0就得到了名义应力，也叫工程应力，用σ表示。同样，试样在标距段的伸长ΔL 除以试样的原始标距ＬO 得到名义应变，也叫工程应变，用ε表示。σ—ε曲线与F —ΔL 曲线形状相似，但消除了儿何尺寸的影响，因此代表了材料本质属性，即材料的本构关系。
拉伸性能的测定 1．原理 沿试样纵向主轴恒速拉伸，直到断裂或应力（负荷）或应变（伸长）达到某一预定值，测量这一过程中试样承受的负荷及其伸长。 2.术语和定义 2.1 标距（） 试样中间部分两标线之间的初始距离，以mm为单位。 2.2实验速度（） 在实验过程中，实验机夹具分离速度，以mm／min为单位。 2.3拉伸应力 tensile stress σ 在试样标距长度内任何给定时刻每单位原始横截面积上所受的拉伸力以MPa为单位。 2.3.1拉伸屈服应力, 屈服应力 tensile stress at yield yield stress σy 发生应力不增加而应变增加时的最初应力以MPa为单位该应力值可能小于材料的最大应力(见图1中的曲线b和曲线c)。 2.3.2拉伸断裂应力 tensile stress at break σB 试样断裂时的拉伸应力(见图1)以MPa为单位。 2.3.3拉伸强度 tensile strength σM 在拉伸试验过程中试样承受的最大拉伸应力(见图1)以MPa为单位。 2.3.4 x%应变拉伸应力(见4.4) tensile stress at x% strain σx 应变达到规定值x%时的应力以MPa为单位。适用于既无屈服点又不易拉断的软而韧的材料应力-应变曲线上无明显屈服点的情况见图1中的曲线d)x 值应按有关产品标准规定或由相关方商定。但在任何情况下x 都必须小于拉伸强度所对应的应变。如土工格栅产品中的2%、5%拉伸力。 此条用于取代92版的“偏置屈服应力” 2.4拉伸应变 tensile strain ε 标距原始单位长度的增量用无量纲的比值或百分数(%)表示。 适用于脆性材料活韧性材料在屈服点以前的应变超过屈服点后的应变则以“拉伸标称 应变”代替。 2.4.1拉伸屈服应变 tensile strain at yield εy 屈服应力时的拉伸应变见4.3.1和图1中的曲线b和曲线c用无量纲的比值或百分数%表示。 2.4.2拉伸断裂应变 tensile strain at break εB
§2-3 材料在拉伸与压缩时的力学性能 材料的力学性能：也称机械性能。通过试验揭示材料在受力过程中所表现出的与试件几何尺寸无关的材料本身特性。如变形特性，破坏特性等。研究材料的力学性能的目的是确定在变形和破坏情况下的一些重要性能指标，以作为选用材料，计算材料强度、刚度的依据。因此材料力学试验是材料力学课程重要的组成部分。 此处介绍用常温静载试验来测定材料的力学性能。 1. 试件和设备 标准试件：圆截面试件，如图2-14：标距l 与直径的比例分为，d d l 10=，； d l 5=板试件（矩形截面）：标距l 与横截面面积的比例分为，A A l 3.11=，A l 65.5=； 试验设备主要是拉力机或全能机及相关的测量、记录仪器。 详细介绍见材料力学试验部分。国家标准《金属拉伸试验方法》（如GB228-87）详细规定了实验 方法和各项要求。 2. 低碳钢拉伸时的力学性能 低碳钢是指含碳量在0.3%以下的碳素钢， 如A 3钢、16Mn 钢。 1）拉伸图（P —ΔL ），如图2-15所示。 弹性阶段（oa ） 屈服（流动）阶段（bc ） 强化阶段（ce ）由于P —ΔL 曲线与试样 的尺寸有关，为了消除试件尺寸的影响，可采用 应力应变曲线，即εσ?曲线来代替P —ΔL 曲 线。进而试件内部出现裂纹，名义应力下跌， 至f 点试件断裂。 σ对低碳钢来说，s σ，b σ是衡量材料强度的重要指标。 2）εσ?曲线图，如图2-16所示，其各特征点的含义为： oa 段：在拉伸（或压缩）的初始阶段应力σ与应变ε为直线关系直至a 点，此时a 点所对应的
应力值称为比例极限，用P σ表示。它是应力与应变成正比例的最大极限。当P σσ≤ 则有 εσE = （2-5） 即胡克定律，它表示应力与应变成正比，即有 αε σtan == E E 为弹性模量，单位与σ相同。 当应力超过比例极限增加到b 点时， 关系偏离直线，此时若将应力卸至 零，则应变随之消失（一旦应力超过b 点，卸载后，有一部分应变不能消除），此b 点的应力定义为弹性极限ε?σe σ。 e σ是材料只出现弹性变形的极限值。 bc 段：应力超过弹性极限后继续加载， 会出现一种现象，即应力增加很少或不增 加，应变会很快增加，这种现象叫屈服。开始发生屈服的点所对应的应力叫屈服极限s σ。又称屈服强度。在屈服阶段应力不变而应变不断增加，材料似乎失去了抵抗变形的能力，因此产生了显著的塑性变形（此时若卸载，应变不会完全消失，而存在残余变形）。所以s σ是衡量材料强度的重要指标。 表面磨光的低碳钢试样屈服时，表面将出现与轴线成45°倾角的条纹，这是由于材料内部晶格相对滑移形成的，称为滑移线，如图2-17所示。 ce 段：越过屈服阶段后，如要让试 件继续变形，必须继续加载，材料似乎 强化了，ce 段即强化阶段。应变强化阶 段的最高点（e 点） 所对应的应力称为强度极限b σ。 它表示材料所能承受的最大应力。过e 点后，即应力达到强度极限后，试件局部发生剧烈收缩的现象，称为颈缩，如图2-18所示。 3）延伸率和截面收缩率 为度量材料塑性变形的能力，定义 延伸率为
实验四聚合物拉伸性能测试 一、实验目的 1.熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件和测试原理。 2.了解万能拉力试验机原理以及熟悉其使用方法 3.绘制聚合物的应力一应变曲线。测定其屈服强度、拉伸强度、断裂强 度和断裂伸长率。 二、实验原理 拉伸实验是在规定的试验温度、湿度和速度条件下，对标准试样沿纵轴方向施加静态拉伸负荷，直到试样被拉断为止。用于聚合物应力—应变曲线测定的电子拉力机是将试样上施加的载荷、形变通过压力传感器和形变测量装置转变成电信号记录下来，经计算机处理后，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力一应变曲线。 聚合物的拉伸性能可通过其应力一应变曲线来分析，典型的聚合物拉伸应力一应变曲线如图2所示。在应力一应变曲线上，以屈服点为界划分为两个区域。屈服点之前是弹性区，即除去应力后材料能恢复原状，并在大部分该区域内符合虎克定律。屈服点之后是塑性区，即材料产生永久性变形，不再恢复原状。根据拉伸过程中屈服点的表现, 伸长率的大小以及其断裂情况，应力一应变曲线大致可分为如图2所示的五种类型：①软而弱；②硬而脆；③硬而强；④软而强；⑤硬而韧。
图2五种典型聚合物拉伸应力-应变曲线 1-软而弱；2-硬而脆：3-硬而强：4-软而强；5-强而韧而且，从图中我们还可以得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。 影响聚合物拉伸强度的因素有： (1)高聚物的结构和组成聚合物的相对分子质量及其分布、取代基、交联、结晶和取向是决定其机械强度的主要内在因素；通过在聚合物中添加填料.采用共聚和共混方式来改变高聚物的组成可以达到提高聚合
聚氨酯泡沫塑的料拉伸强度测试 本法按GB6344—96、GB9641—88标准执行。 (1)定义 拉伸试样至断裂时所施加的最大拉伸应力。 (2)试样的制备 硬泡样品：硬质泡沫塑料质地较脆，不宜采用冲切法截取试样。先用立切裁样机制出检测厚度的样片，再用钢锯或裁纸刀裁取样品，然后在砂纸上磨制成规定的尺寸，或用专用夹具按规定方法进行制样，至少5个样品。试样的形状和尺寸见图1。所有试片的表面不得有明显的裂缝或缺陷。 图1 软泡样品用裁样机裁取哑铃状试样，至少5个。试样厚度10～15 mm，试样尺寸见图。拉伸速率为500±50 mm/mm。 (3)操作 测量试片横切面的长度和宽度，取几个点，记录最小数值，准确至0.05 mm。 试片置于拉力机的夹具上，选择合适的载荷范围和拉伸速度。慢慢调节样品在中心轴上，开动仪器，记下负荷计数，测定和记录试片断裂时的负荷数值，软泡试样应记录试样断裂前瞬间两基准线内侧线间的距离，剔除断裂在标距外的试样。同一试样至少测定5个不同部位的样品，取平均值。
(4)计算 按下式计算： (标准测试结果表征单位为：kPa) 式中F--断裂荷载，N； A--平均截面积，mm2。 2.3 伸长率(扯断伸长率)测试 (1)定义试样断裂时的伸长百分率 (2)试样的制备和尺寸同2.2。 (3)操作同2.2。 (4)计算根据GB/T6344—86，按下式计算： 式中L0--试片原始标线间的距离，mm； L1--试样断裂时标线间的距离，mm。 2.4 撕裂强度测试 本法GB10808—89标准执行。 (1)试样尺寸 见图3。试样应从中心部位切取，无空隙块状物或不均匀大泡孔等。试样一端切一40 mm长的切口。AB的尺寸为试样厚度，厚度的方向为泡沫上升的方向。试样数量至少3个。