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淺談塑料簡支梁沖擊的影響因素


摘要:

塑料沖擊性能是指聚合物材料在高速沖擊下表現出來的韌性或抵抗斷裂的能力。簡支梁沖擊是檢驗材料沖擊性能的一個重要手段。影響簡支梁沖擊試驗的重要因素有以下幾方面:飛出功、試樣尺寸、沖擊速度的影響、溫度影響、缺口的影響、儀器的影響等。







關鍵詞:

簡支梁沖擊,塑料沖擊性能,塑料沖擊性能







案例正文

塑料沖擊性能是指聚合物材料在高速沖擊下表現出來的韌性或抵抗斷裂的能力。簡支梁沖擊是檢驗材料沖擊性能的一個重要手段。影響簡支梁沖擊試驗的重要因素有以下幾方面:

 

飛出功

由于試樣在沖擊過程中要產生彈性變形,這種彈性變形積蓄在試樣破壞時要釋放出來,因此擺錘沖擊在試樣上的能量總大于試樣斷裂所需的能量,所以斷裂后的試樣會飛出。在擺錘式沖擊試驗機的度盤上讀出的數值,不僅包括使試樣產生裂痕、裂痕在試樣中擴展和產生變形的能量,還包括使試樣斷裂后飛出的能量即飛出功。飛出功與試樣的韌性并無關系,但有時占很大比例,尤其對吸收能量較小的脆性材料。

 

試樣尺寸

使用同一配方和同一成型條件而厚度不同的塑料試樣作沖擊試驗時,可發現不同厚度的試樣在同一跨度和不同跨度上的試驗結果以及使用相同厚度的試樣但在不同跨度上所作沖擊試驗結果,所得沖擊強度都不能進行比較和換算。同一試樣的厚度越大,沖擊強度值越高;而在相同的試樣厚度下,試驗跨度越大,沖擊強度值也越高。

 

沖擊速度的影響

通常,沖擊試驗機擺錘的沖擊速度為3 m/s~5 m/s, 在沖擊試驗中,沖擊速度值隨沖擊速度的增加而降低; 熱塑性塑料更為顯著。

 

溫度影響

沖擊強度隨溫度的降低而降低。這是因為隨著溫度的下降,材料從韌性狀態轉變為脆性狀態,這種轉變是在一個較窄的溫度范圍內產生,試樣在脆性溫度以下呈現脆性斷裂,其沖擊強度較低;而在高于脆性溫度下發生的韌性斷裂,其沖擊強度較高,因此在沖擊試驗中試驗溫度對測試結果的影響是不可忽視的。通常試驗方法均規定沖擊試驗應在標準環境溫度下進行。溫度升高時,高分子鏈和鏈段容易活動,聚合物逐漸由硬而脆變為軟而韌,沖擊強度和斷裂伸長率增大,特別是在聚合物的脆化溫度附近時,這種變化更顯著。

 

缺口的影響

在缺口沖擊測試中,不同加工工藝的制成的缺口試樣測試數據不可比。使用模塑方法一次性直接成型時,由于材料的收縮率不同,脫模后試樣到缺口的實際外形尺寸總要發生不同程度的改變,特別是缺口底部曲率半徑變化較大,難以保證缺口各部分符合標準規定的要求,從而影響其沖擊強度。而使用機械加工方法加工缺口,精度要較模塑加工的高,所以相比之下,其測出來的值也會明顯的差異。

 

儀器的影響

試驗機的安裝正確與否直接影響其精度,簡支梁沖擊裝置安裝位置偏移或者松動以及擺放是否水平都會對測試結果造成很大的影響。

 

結論

通過以上分析可以發現,影響簡支梁沖擊測試結果的因素比較多。所以在實際檢測工作中,應將一些可控的影響因素排除在試驗之外。試驗前控制好實驗室溫濕度,對儀器的狀態檢查,基座水平位是否到位,嚴格按照標準來確定樣品的尺寸以及實驗方法,使用標準推薦使用機械加工方式加工試樣缺口,減少以上因素對結果的影響,并提高試驗結果的可比性。

 

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