Определение механических характеристик полимерных материалов при испытании на растяжение (стр. 3 )

ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИИ

ХИМИЧСЕКИХ ВОЛОКОН И НИТЕЙ

Цель работы – построение диаграммы растяжения для исследуемого образца, и определение механических характеристик материала:

а) предела прочности σр и предела текучести σТ при растяжении;

б) условного предела текучести σТу;

в) относительных удлинений εр и εТ соответствующих пределу текучести и пределу прочности, и работы Ар, затраченной на разрушение образца;

ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

Для испытаний используются одиночные волокна или нити. Величины разрывной нагрузки одиночного волокна и нити нельзя связать единым переводным коэффициентом. Коэффициент одновременности разрыва волокон в нити зависит от целого ряда факторов (природы волокна, равномерности его по удлинению, характера поверхности, качества подготовки нити к испытанию и др.) и для различных видов химических волокон изменяется в пределах 0,6-0,9. При испытании одиночных волокон получают более точную оценку разрывных характеристик волокна, поэтому испытанию на растяжение рекомендуется подвергать одиночные волокна.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

Лабораторная работа проводится в соответствии с [8], Механические характеристики химических волокон и нитей в значительной степени зависят от окружающей среды (температуры и влажности воздуха) и условий проведения испытаний (скорости деформации, характера нагружения и др.).

1. Перед началом испытания записываются цена деления силоизмерительного устройства, температура и влажность воздуха в помещении лаборатории. Если нет специальных указаний, то испытания проводят при температуре воздуха 20±2°С и относительной влажности 65±5%.

2. Концы образцов закрепляются в специальных зажимах, расстояние между которыми изменяется от 250 до 500 мм,

3. Образец нагружается, причём скорость подвижного, зажима должна быть выбрана таким образом, чтобы продолжительность процесса растяжения не превышала 15 c. Шкала нагрузок разрывной машины должна подбираться так, чтобы средняя разрывная нагрузка испытываемого образца находилась в пределах от 25 до 75% максимального значения шкалы. При нагружении волокна автоматически записывается диаграмма растяжения в координатах фиксируется величина разрывной нагрузки Fв, разрывного удлинения ∆l.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

1. Строится диаграмма растяжения в координатах σ – ε (рис 7). Для этого величины всех абсцисс диаграммы в координатах F – ∆l делятся на l – первоначальную длину образца, а ординаты делятся на S0 – наименьшую площадь поперечного сечения образца до испытания.

Рис. 7. Диаграммы растяжения.

2. По диаграмме σ – ε находятся предел прочности σр, предел текучести σТ или условный предел текучести σТу, относительное удлинение при разрыве εр и относительное удлинение, соответствующее пределу текучести εТ. Пределом прочности σТ, называется отношение максимальной силы, которую способен выдерживать образец, к его начальной площади поперечного сечения. Пределом текучести σТ называется напряжение, при которой происходит рост деформации без заметного увеличения; нагрузки. Под условным пределом текучести σТу понимается напряжение, соответствующее условно принятому для каждого материала относительному удлинению εту (для материалов у которых отсутствует площадка текучести).

3. Величину работы разрыва определяют по диаграмме F – ∆l, она равна площади, заключенной между кривой F – ∆l и осью ∆l, с учетом масштаба диаграммы величина площади определяется разбиванием ее на мелкие простые фигуры – прямоугольники и треугольники и суммированием площади всех этих фигур.

4. Составляется отчет о проделанной работе, в котором указываются:

а) наименование и марка волокна,

б) число образцов, взятых для испытания,

в) диаграмма растяжения в координатах F – ∆l,

г) температура и влажность воздуха в помещении лаборатории.

5. Результаты испытаний заносятся в табл. 3.

6. Провести статистическую обработку результатов испытаний, см. приложение 1.

7. Сформулировать вывод по работе.

Таблица 4.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН.

Тип испытательной машины ____________________________ ,

Скорость нагружения ____________________________ м/c,

Температура воздуха ____________________________ ºС,

Влажность воздуха ____________________________ %.

Наименование материала	№, п/п образца	Диаметр волокна d, мм	Площадь сечения S0, м2	Абсолютное удлинение Δl, м	Разрушающее напряжение Fр, Н	Предел прочности σр МПа	Предел текучести (условный предел текучести) σТу. МПа	Относительное удлинение при разрыве, εр %	Относительное удлинение соответствующее пределу текучести, εТ%	Работа разрушения, Aр.
Подсчитанная по диаграмме, Дж	По показаниям шкалы прибора, Дж
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
Среднее

Примечания _______________________________________________________________________________

Лабораторная работа 4.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УПРУГОПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ

ЛАТЕКСНЫХ ПЛЁНОК ПРИ РАСТЯЖЕНИИ

Цель работы – определение механических характеристик материала:

1. Условной прочности при растяжении, 2. Относительного удлинения при разрыве, 3. Относительного остаточного удлинения после разрыва.

ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

Они должны иметь форму двусторонней лопатки. Размеры образцов определяются размерами вырубного ножа и должны соответствовать указанным на рис. 8. Испытания проводятся согласно с [9].

Рис 8. Образец латексной плёнки для испытания на растяжение. (нарисовать метки)

Образцы вырубают из пластин или готовых изделий вырубным ножом, форма и размеры которого даны в приложении. Вырубной нож не должен иметь повреждений на режущей кромке.

Толщина каждого испытуемого образца не должна отличаться от среднего значения толщины испытуемых образцов более чем на 10 %.

Рабочий участок длиной (10,0±0,5) мм отмечают на узкой части образца при помощи параллельных меток. Метки в виде линий наносят штампом с кромками шириной не более 0,5 мм. Одновременно при помощи этого же штампа наносят установочные метки, расстояние между которыми (35±1) мм.

Метки должны быть нанесены симметрично относительно центра образца. Краска для нанесения меток не должна вызывать изменения свойств образца, влияющего на результаты испытаний, штамп не должен наносить механические повреждения образцам.

Для облегчения закладки образцов в зажимы машины, предотвращения скручивания и выползания образца из зажимов широкую нерабочую часть образцов до установочных меток допускается обертывать изоляционной лентой.

Количество испытуемых образцов должно быть не менее пяти.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

Испытания проводят при температуре и скорости, указанных в НТД на продукцию. Если таких указаний нет, то испытания проводят при температуре (23±2) или (27±2) °С и скорости движения зажима (500±50) мм/мин.

1. Образец закрепляют в зажимах машины по установочным меткам так, чтобы ось образца совпадала с направлением растяжения.

2. Проверяют нулевые установки приборов, измеряющих силу и удлинение, и приводят в действие механизм растяжения. В ходе непрерывного растяжения образца фиксируют силу, соответствующую заданным удлинениям.

3. В момент разрыва образца фиксируют силу и длину рабочего участка.

4. Расстояние между метками при растяжении образца измеряют линейкой или штангенциркулем.

При разрыве образца вне рабочего участка результаты испытания не учитывают.