有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)作为一种重要的透明高分子材料,因其优异的透光性、耐候性和机械性能,被广泛应用于建筑、汽车、电子显示等领域。材料的拉伸性能是评价其力学特性的关键指标,直接影响产品的使用安全和寿命。
本文科准测控小编将介绍如何采用KZ-DSC-20万能拉力试验机,依据相关标准对有机玻璃板材试样进行拉伸性能测试,系统记录和分析测试数据。
一、测试原理
拉伸测试是通过对标准试样施加轴向拉力,测量其在受力过程中的变形行为直至断裂的过程。通过力-位移曲线可以计算出材料的各项力学性能指标:
弹性模量:材料在弹性变形阶段应力与应变的比值
屈服强度:材料开始产生明显塑性变形时的应力
抗拉强度:材料在断裂前承受的最大应力
断裂伸长率:材料断裂时的相对伸长量
这些参数综合反映了材料的刚度、强度和韧性,是工程应用中的重要参考数据。
二、测试标准
本实验主要参照以下标准进行:
GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的测定 第1部分:总则
GB/T 1040.2-2022 塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件
ISO 527-1:2019 Plastics - Determination of tensile properties - Part 1: General principles
ASTM D638-14 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics
试样尺寸应符合标准中规定的Ⅰ型或Ⅱ型试样要求,确保测试结果的可靠性和可比性。
三、检测设备
1、KZ-DSC-20万能拉力试验机
2、楔形夹具
3、试验条件
样品名称:有机玻璃板材(长条形)
试验温度:室温
试验类型:拉伸
试验速度:5mm/min
四、试样制备
材料:透明有机玻璃板材,厚度3-5mm
尺寸:按照GB/T 1040.2标准制备Ⅰ型试样
总长度≥150mm
平行段长度:50±0.5mm
平行段宽度:10±0.2mm
过渡圆弧半径:20-25mm
数量:每组至少5个有效试样
制备方法:机械加工(铣削或冲压),确保边缘光滑无缺口
五、测试流程
步骤一、试样准备
用数显卡尺测量试样平行段的宽度和厚度(精确至0.01mm),取三点测量平均值
在试样平行段用划线器标出25mm的标距线
记录环境温湿度(标准条件:23±2℃,50±5%RH)
步骤二、设备准备
开启试验机电源,预热30分钟
安装楔形夹具,调整夹具间距至约100mm
选择拉伸测试程序,设置参数:
试验速度:5mm/min
采样频率:50Hz
终止条件:试样断裂
步骤三、装夹试样
将试样垂直对称地夹持在上下夹具中
确保试样纵轴与拉力方向一致
适当拧紧夹具,防止试样滑移但不过度挤压
步骤四、测试过程
点击开始测试,试验机以5mm/min速度匀速拉伸试样
实时观察力-位移曲线和试样状态
当试样断裂时,试验自动停止
步骤五、数据记录
记录最大载荷、断裂载荷、断裂位移等原始数据
取出断裂试样,测量断后标距
保存测试曲线和图像
步骤六、重复测试
更换试样,重复上述步骤,完成全部5个试样的测试
六、数据处理
应力-应变曲线:根据原始数据绘制曲线
计算参数:
抗拉强度σt = Fmax/(b×d) [MPa]
断裂伸长率ε = (L-L0)/L0×100%
弹性模量E = Δσ/Δε [GPa]
(其中Fmax为最大载荷,b为试样宽度,d为厚度,L0为原始标距,L为断后标距)
统计分析:计算各组数据的平均值、标准偏差和变异系数
七、注意事项
试样边缘必须光滑无缺陷,否则会影响测试结果
装夹时应避免试样偏心受力
测试过程中如出现试样在夹具处断裂,数据应作废
不同批次材料应分开测试并做好标识
定期校准试验机,确保测试精度
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