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塑料的壓縮性能

2017-01-15 13:04:08

壓縮永久變形值越小,說明塑料加工材料回彈性越好。壓縮永久形變是熱塑性彈性體的一項重要性能指標。泡沫塑料常通過抗壓性能來表示其特性,通常用壓縮剛性泡沫塑料50%和壓縮韌性泡沫塑料25%的試樣所需應力,作為壓縮強度的參考。由實驗室給出的壓縮強度的數(shù)據(jù),是瞬間負荷的強度。
 
材料在拉伸過程中,不僅是沿著載荷作用方向產生縱向形變,在垂直于載荷力的方向也會產生橫向形變,由此引出了另一個彈性常數(shù)-泊松比。泊松比的定義是,加載試樣在彈性極限內的橫向應變與縱向應變的比值。大多數(shù)材料的泊松比在0.20-2.50之間。泊松比可用于拉伸模量和剪切模量的關系換算,也可用在結構設計的計算中。
注塑件
制品結構中的微裂紋和缺陷,在承受拉伸負荷時會成為應力集中點,導致拉伸材料脆性破壞,但壓縮時,壓縮負荷趨向于閉合結構中的裂紋和缺陷。因此,壓縮強度往往高于材料的拉伸強度。有些理論認為,高分子材料的脆性壓縮強度應該是拉伸強度的1.5-4倍。一些軟質塑料或彈性體材料,在受載的壓縮應力卸載之后停放一段時間,會回復或稱反彈,但不會恢復原狀,其形變部分與原高度之比,是為壓縮永久形變。
 
塑料材料的拉伸強度一般都在100MPa以下,通用塑料為20-50MPa。工程塑料要高于50MPa。用纖維增強了的塑料,拉伸強度可在100MPa以上,但伸長率要降低。同金屬材料比較,塑料的彈性模量也是比較低的,一般只有金屬的1/10。用碳纖維增強的塑料,模量可達到100GPa以上。
 
比強度和比模量,用纖維增強的塑料明顯高于金屬材料,因此在許多應用方面已代替金屬,成為重要的結構材料。壓縮性能是材料受壓縮負荷時所表現(xiàn)出來的力學行為。文獻所提供的的壓縮性能數(shù)據(jù),都是在標準試驗條件下,在較低的壓縮負荷和均勻的加速度下測試所得的數(shù)據(jù)。
 
某些硬質材料,如熱固性塑料,有很高的拉伸強度,但伸長率低,也即應變很小,這樣的材料在使用時往往呈脆性。對塑料來說,主價鍵能的大小代表了鍵的強度。當拉伸負荷超過主價鍵的承受力時,塑料加工材料將發(fā)生斷裂,斷裂時的強度即為斷裂拉伸強度,此時的伸長率為斷裂伸長率。斷裂時的強度一定是材料的最大拉伸強度,但某些伸長率很小的脆性材料,在應力-應變曲線上沒有屈服點,他在斷裂時的強度即為最大拉伸強度。
 
塑料材料受壓縮載荷,導致材料發(fā)生粉碎性破壞,其壓縮強度有一個確定的值,即材料單位橫截面上承受的載荷,而對于那些僅僅表現(xiàn)為屈服而不發(fā)生粉碎性破壞的塑料材料,例如一些軟質塑料和彈性體材料,則常常以達到某一變形率時的壓縮應力作為性能值。一些材料商提供了材料起始變形1%或10%時的壓縮應力。在比較這一類材料的數(shù)據(jù)時,應注意數(shù)據(jù)獲得時的附加條件。
 
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