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塑料的压缩性能

2017-01-15 13:04:08

压缩永久变形值越小,说明塑料加工材料回弹性越好。压缩永久形变是热塑性弹性体的一项重要性能指标。泡沫塑料常通过抗压性能来表示其特性,通常用压缩刚性泡沫塑料50%和压缩韧性泡沫塑料25%的试样所需应力,作为压缩强度的参考。由实验室给出的压缩强度的数据,是瞬间负荷的强度。
 
材料在拉伸过程中,不仅是沿着载荷作用方向产生纵向形变,在垂直于载荷力的方向也会产生横向形变,由此引出了另一个弹性常数-泊松比。泊松比的定义是,加载试样在弹性极限内的横向应变与纵向应变的比值。大多数材料的泊松比在0.20-2.50之间。泊松比可用于拉伸模量和剪切模量的关系换算,也可用在结构设计的计算中。
注塑件
制品结构中的微裂纹和缺陷,在承受拉伸负荷时会成为应力集中点,导致拉伸材料脆性破坏,但压缩时,压缩负荷趋向于闭合结构中的裂纹和缺陷。因此,压缩强度往往高于材料的拉伸强度。有些理论认为,高分子材料的脆性压缩强度应该是拉伸强度的1.5-4倍。一些软质塑料或弹性体材料,在受载的压缩应力卸载之后停放一段时间,会回复或称反弹,但不会恢复原状,其形变部分与原高度之比,是为压缩永久形变。
 
塑料材料的拉伸强度一般都在100MPa以下,通用塑料为20-50MPa。工程塑料要高于50MPa。用纤维增强了的塑料,拉伸强度可在100MPa以上,但伸长率要降低。同金属材料比较,塑料的弹性模量也是比较低的,一般只有金属的1/10。用碳纤维增强的塑料,模量可达到100GPa以上。
 
比强度和比模量,用纤维增强的塑料明显高于金属材料,因此在许多应用方面已代替金属,成为重要的结构材料。压缩性能是材料受压缩负荷时所表现出来的力学行为。文献所提供的的压缩性能数据,都是在标准试验条件下,在较低的压缩负荷和均匀的加速度下测试所得的数据。
 
某些硬质材料,如热固性塑料,有很高的拉伸强度,但伸长率低,也即应变很小,这样的材料在使用时往往呈脆性。对塑料来说,主价键能的大小代表了键的强度。当拉伸负荷超过主价键的承受力时,塑料加工材料将发生断裂,断裂时的强度即为断裂拉伸强度,此时的伸长率为断裂伸长率。断裂时的强度一定是材料的最大拉伸强度,但某些伸长率很小的脆性材料,在应力-应变曲线上没有屈服点,他在断裂时的强度即为最大拉伸强度。
 
塑料材料受压缩载荷,导致材料发生粉碎性破坏,其压缩强度有一个确定的值,即材料单位横截面上承受的载荷,而对于那些仅仅表现为屈服而不发生粉碎性破坏的塑料材料,例如一些软质塑料和弹性体材料,则常常以达到某一变形率时的压缩应力作为性能值。一些材料商提供了材料起始变形1%或10%时的压缩应力。在比较这一类材料的数据时,应注意数据获得时的附加条件。
 
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