2.4 - Механические испытания

Механические испытания

Прочность, деформация и модуль упругости при растяжении ISO R527(DIN 53455, DIN 53457, ASTM D638M)

Основой для понимания свойств материала являются сведения о том, как материал реагирует на любую нагрузку. Зная величину деформации, создаваемой данной нагрузкой (напряжением), конструктор может предсказать реакцию конкретного изделия на его рабочие условия. Зависимость напряжений и деформаций при растяжении являются наиболее широко публикуемыми механическими свойствами для сравнения материалов или конструирования конкретных изделий.

Скорости при испытаниях:

Скорость А - 1 мм/мин - модуль растяжения.
Скорость В - 5 мм/мин - диаграмма напряжений при растяжении для смол со стекловолоконным наполнителем.
Скорость С - 50 мм/мин - диаграмма напряжений при растяжении для смол без наполнителя.

Рис. 1: Универсальный образец для испытаний ISO R527Рис. 1a: Лабораторная установка для проведения механических испытаний

Зависимости напряжения-деформации при растяжении определяют следующим образом. Образец, имеющий форму двойной лопатки, растягивают с постоянной скоростью и регистрируют приложенную нагрузку и удлинение. После этого вычисляют напряжения и деформации:

Напряжение:	Нагрузка/единица площади исходного поперечного сечения, МПа
Деформация:	(Удлинение/исходная длина) х 100%

Другими механическими свойствами, определяемыми по зависимости напряжения деформации, являются:

Модуль:	Напряжение/деформация, МПа
Предел текучести:	Макс. напряжение начала пластического течения материала, МПа
Предел прочности:	Напряжение при разрушении, МПа
Разрушающая деформация:	Деформация при разрушении или макс. относительное удлинение, %
Предел пропорциональности:	Точка начала нелинейности, ---
Модуль упругости:	Модуль ниже предела пропорциональности, МПа

А: Предел пропорциональности.
B: Предел текучести.
С: Предел прочности.
Х: Разрушение.
0-А: Область предела текучести, упругие свойства.
После А: Пластичные свойства.

Рис. 2: Диаграмма напряжений

Прочность и модуль упругости при изгибе ISO 178 (DIN 53452, ASTM D790)

Прочность на изгиб является мерой, показывающей, насколько хорошо материал сопротивляется изгибу, или "какова жесткость материала". В отличие от нагрузки при растяжении, при испытаниях на изгиб все силы действуют в одном направлении. Обыкновенный, свободно опертый стержень нагружается в середине пролета: тем самым создается трехточечное нагружение. На стандартной машине для испытаний нагружающий наконечник давит на образец с постоянной скоростью 2 мм/мин.

Для вычисления модуля упругости при изгибе по зарегистрированным данным строится кривая зависимости прогиба от нагрузки. Начиная от исходной линейной части кривой, используют минимум пять значений нагрузки и прогиба.

Модуль упругости при изгибе (отношение напряжения к деформации) наиболее часто упоминают при ссылке на упругие свойства. Модуль упругости при изгибе эквивалентен наклону линии, касательной к кривой напряжения/деформации, в той части этой кривой, где пластик еще не деформировался. Значения напряжений и модуля упругости при изгибе измеряются в МПа.


Рис. 3: Испытания на изгиб	Рис. 3а: Современная установка для испытаний на изгиб: "Флексометр"

_ITEM_PREVIOUS		_ITEM_NEXT

_BACK