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拉伸

补充:0  浏览:8472  发布时间:2012-9-4
  定义:杆件或单元体的两端平面上受到法向均布拉力而产生沿拉力方向的伸长现象。
简介
  使高聚物中的高分子链沿外作用力方向进行取向排列,从而达到改善高聚物结构和力学性能的一种方法。拉伸可分为单轴拉伸和双轴拉伸两种,前者使链沿一个方向进行取向排列,后者使链沿平面进行取向排列。
拉伸过程
  拉伸通常是在高于玻璃化温度的条件下进行的。单轴取向和双轴取向都能使高聚物产生各向异性(力学、光学、热学、电学等),双轴取向使平面内分子链的方向是无规的。结晶高聚物拉伸时其球晶能变形直至破坏,部分折叠链片晶被拉成伸直链,在一定条件下可沿拉伸方向排列成规整而完全的伸直链晶体。高聚物在拉伸过程中形成的这种新结构通常称为微丝晶结构。在其形成过程中伸直链段数目增加,折叠链段数目减少,同时增加了片晶间的连接链,从而提高了高聚物的力学强度和韧性。
应用
  单轴拉伸是提高化学纤维强度的一种重要手段。通常用纤维拉伸前后长度之比来定义纤维的拉伸比。随着拉伸比的增加,纤维的模量和强度也都增加。在纺丝过程中希望尽可能多地生成伸直链结构来制得高强度、高模量的合成纤维(如聚芳酰胺类纤维)。薄膜单轴拉伸时与拉伸方向平行的强度随着拉伸比的增加而增加。但垂直于拉伸方向的强度则随之下降,高度的单轴拉伸薄膜甚至可导致高聚物微纤化。因此,它也是制造纤维的一种方法。双轴拉伸是改进高聚物薄膜或薄片性能的一种重要方法。双轴拉伸可用来防止单轴拉伸时在薄膜平面内垂直于拉伸方向上强度变差的缺点,双轴拉伸的制品比未拉伸者具有较大的抗拉强度和抗冲击韧性。因此,双轴拉伸的薄膜可用于性能要求很高的电影片基和录音磁带、录像磁带等的带基。
螺栓拉伸
  将拉伸通过外力拉长一定长度(弹性变形范围内),螺栓就具有一定回复的力(相当与将弹簧拉长),而这个力就可以将工件把紧。
单轴拉伸实验
综述
  单轴拉伸实验是研究材料机械性能的最基本、应用最广泛的实验。由于试验方法简单而且易于得到较为可靠的试验数据,在工程上和实验室中都广泛利用单轴拉伸实验来测取材料的机械性能。多数工程材料拉伸曲线的特性介于低碳钢和铸铁之间,但其强度和塑性指标的定义与测试方法基本相同,因此通过单轴拉伸实验分析比较两种材料的拉伸过程,测定其机械性能,在机械性能的试验研究中具有典型的意义,掌握其拉伸和破坏过程的特点有助于正确合理地认识和选用材料,了解静载条件下结构材料的许用应力的内涵。
实验目的
  1.通过单轴拉伸实验,观察分析典型的塑性材料(低碳钢)和脆性材料(铸铁)的拉伸过程,观察断口,比较其机械性能。
  2.测定材料的强度指标(屈服极限 、强度极限 )和塑性指标(延伸率 和面缩率 )。
实验设备
  1.电子万能材料试验机WDW-100A(见附录一)。
  2.计算机、打印机。
  3.游标卡尺。
  图1-1 圆棒拉伸试样简图
试样
  材料性能的测试是通过试样进行的,试样制备是试验的重要环节,国家标准GB6397-86对此有详细的规定。本试验采用圆棒试样,如图1-1所示。试样的工作部分(即均匀部分,其长度为 )应保持均匀光滑以确保材料的单向应力状态。均匀部分的有效工作长度 称为标距, 和 分别为工作部分的直径和面积。试样的过渡部分应有适当的圆角以降低应力集中,两端的夹持部分用以传递载荷,其形状与尺寸应与试验机的钳口相匹配。
  材料性能的测试结果与试样的形状、尺寸有关,为了比较不同材料的性能,特别是为了使得采用不同的实验设备、在不同的实验场所测试的试验数据具有可比性,试样的形状与尺寸应符合国家标准(GB6397-86)。例如,由于颈缩局部及其影响区的塑性变形在断后延伸率中占很大比重,同种材料的延伸率不仅取决于材质,而且还取决于试样标距。按国家标准规定,材料延伸率的测试应优先采用两类比例试样:
  (1)长试样: (圆形截面试样),或 (矩形截面试样)
  (2)短试样: (圆形截面试样),或 (矩形截面试样)
  用长试样和短试样测得的断后延伸率分别记做 和 ,国家标准推荐使用短比例试样。

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