第九章 固体聚合物的力学性质.ppt

L o g o 第七章 高聚物的力学性质 L o g o 本章学习目的 ?1、熟悉聚合物应力-应变曲线、从该曲线所能获 得的重要信息,以及各种因素对应力-应变曲线的 影响。 ?2、熟悉屈服现象和机理,银纹、剪切带的概念, 了解屈服判据。 ?3、熟悉聚合物的强度、韧性和疲劳等概念。 ?4、掌握聚合物强度的影响因素、增强方法和增强 机理。 ?5、掌握聚合物韧性的影响因素、增韧方法和增韧 机理。了解断裂理论。 w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o 8.1 聚合物的塑性和屈服 ?8.1.1 聚合物的应力-应变行为 ?应力-应变试验是使用最广泛、非常重要而又实用 的力学实验。应力-应变试验在拉力F的作用下,试 样沿纵轴方向以均匀的速率被拉伸,直到试样断裂 为止(见图7-6) 。 ?试验时, 测量加于试样上的载荷和相应标线间长度 的改变Δll-l 。若试样的初始截面积为A ,标距 0 0 的原长为l ,则应力σF/A 应变εΔl/l 0 0 0 ?从实验测得的应力、应变数据可绘制出应力-应变 曲线,见图8-2。 w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o 典型非晶态聚合物的拉伸应力-应变曲线 弹性极限点 屈服点 断裂点 BB YY 应变软化 AA 冷拉 应变硬化 塑性 弹性 A E? A? A B w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o ?应力-应变曲线反映的材料的力学性质 ?力 学 参 量力 学 性 质 ?弹性 刚性 ?屈服点 弹性(强弱、硬软和脆韧) ?断裂伸长延性 ?屈服应力强度 (或断裂强度、抗拉强度) ?应力应变曲线下部的面积(断裂能)韧性 ?弹性线下部的面积 回弹性 w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o “软”和“硬”用于区分模量的低或高。 “弱”和“强”是指强度的大小。 “脆”是指无屈服现象且断裂伸长很小。 “韧”是指用一定的负荷就可克服链段运动或分 子位移所需的能量,使运动发生,且形变大, 材料就韧。此时断裂伸长、断裂应力和断裂 功都较高。 w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o 8.1.1.1 非晶态聚合物应力-应变曲线中:A点:弹性极限点 A点时对应的模量?拉伸模量EY点:屈服点 Y点时对应的应力?屈服应力(屈服强度)σ y Y点时对应的应变?屈服应变(屈服伸长率)ε yB点:断裂点 B点对应的应力?断裂应力(断裂强度)σ ?抗 B 拉强度 B点对应的应变?断裂伸长率ε B w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o 分析以Y点为界分为二部分:(1)Y点以前(弹性区域):除去应力,材料能? t g? 恢复原样,不留任何永久变形。斜率 即为扬氏模量。(2)Y点以后(塑性区域):除去外力后,材料 不再恢复原样,而留有永久变形,我们称材料“屈 服”了,Y点以后总的趋势是载荷几乎不增加但形 变却增加很多。 w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o 应变软化 弹性变形后继续施加载荷,则产生塑性形变,称为继 续屈服,包括: ?应变软化:屈服后,应变增加,应力反而有稍许下跌 的现象。 ?呈现塑性不稳定性,最常见的出现细颈。 ?塑性形变产生热量,试样温度升高,变软。 ?发生“取向硬化”,应力急剧上升。 ?试样断裂。 w ww ww w..t th he em me eg ga alllle er ry y..c co om m C Co om mp pa an ny y L Lo og go oL o g o 从应力?应