聚合物在拉力下的應(yīng)力-應(yīng)變測試是一種廣泛使用的zui基礎(chǔ)的力學(xué)試驗(yàn)，聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線提供力學(xué)行為的許多重要線索，利用拉力試驗(yàn)機(jī)測試力學(xué)性能從而得到有用的表征參數(shù)（楊氏模量、屈服應(yīng)力、屈服伸長率、破壞應(yīng)力、極限伸長率、斷裂能）以評價材料抵抗載荷、抵抗變形和吸收能量的性質(zhì)優(yōu)劣；從寬廣的試驗(yàn)溫度和試驗(yàn)速度范圍內(nèi)測得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，有助于判斷聚合物材料的強(qiáng)弱、硬軟、韌脆和粗略估計聚合物所處的狀態(tài)與拉伸取向過程，以及為設(shè)計和應(yīng)用部門選取*材料而提供科學(xué)依據(jù)。

   電子拉力機(jī)是將聚合物材料的刺激（載荷）和響應(yīng)（變形）由換能裝置轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魅胱詣佑涗泝x，掃描出載荷-變形（或載荷-時間）曲線，經(jīng)計算處理后，可得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線。電子拉力機(jī)除了應(yīng)用于力學(xué)試驗(yàn)中zui常用的拉伸試驗(yàn)外，還可進(jìn)行壓縮、彎曲、剪切、撕裂、剝離以及疲勞、應(yīng)力松弛等各種力學(xué)試驗(yàn)，是測定和研究聚合物材料的力學(xué)行為和機(jī)械性能的有效手段。

   一、目的要求

   1.熟悉電子拉力試驗(yàn)機(jī)的使用。

   2.測定聚合物的載荷p-時間t曲線，計算各種拉伸力學(xué)性能。

   3.觀察裂紋和裂縫現(xiàn)象。

   二、原理

   拉伸試驗(yàn)是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度與速度條件下，對標(biāo)準(zhǔn)試樣沿其縱軸方向施加拉伸載荷，并使其破壞。拉伸時，試樣在縱軸方向受到的標(biāo)稱應(yīng)力σ為

                      σ=P/A₀                                             （1）

式中，p為拉伸載荷；A₀為試樣的初始截面積。試樣的伸長率，即應(yīng)變ε為

                     ε=ΔL/L₀                             （2）

式中，L₀為試樣標(biāo)線間的初始長度；ΔL為拉伸后試樣標(biāo)線間原長的增量。根據(jù)拉伸過程中屈服點(diǎn)的表現(xiàn)、伸長率大小及其斷裂情況，應(yīng)力-應(yīng)變曲線大致可分為五種類型；①軟而弱；②硬而脆；③硬而強(qiáng)；④軟而韌；⑤硬而韌（圖30-1）。但是，隨著試驗(yàn)條件（溫度、濕度、速度）的變化，聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變行為可以發(fā)生脆性-韌性互變，這是聚合物材料具有粘彈性的緣故。

圖30-1 聚合物的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線類型

（a）軟而弱 （b）硬而脆 （c）硬而強(qiáng) （d）軟而韌 （e）硬而韌

   在σ-ε曲線上，以屈服點(diǎn)Y為界劃分為兩個區(qū)域，屈服點(diǎn)之前是彈性區(qū)，即除去應(yīng)力，材料能恢復(fù)原狀；屈服點(diǎn)之后是塑性區(qū)，即材料產(chǎn)生*變形，不再恢復(fù)原狀（圖30-2）。因而，我們也可將聚合物的拉伸力學(xué)性能分為彈性區(qū)的力學(xué)性能（圖30-3）。

（a）                                                       （b）

（a）彈性區(qū)與塑性區(qū) （b）彈性應(yīng)變εe

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