螺杆泵定子橡胶材料制备及力学性能研究
螺杆泵定子橡胶材料制备及力学性能研究①
贺日东谈金祝
（南京工业大学机械与动力工程学院）
摘要选用３种不同丙烯腈含量的生胶（型号为Ｎ３９６５、Ｎ３３４５和ＪＳＲＮ２２０Ｓ）同时改变补强体系中炭黑与白炭黑的比例，研究生胶、补强剂和温度对丁腈橡胶材料力学性能的影响。结果表明，Ｎ３９６５弹性体材料在硬度、拉伸性能、压缩弹性模量及耐热性能等方面都优于其他两种材料。同时，研究了４种不同的炭黑与白炭黑并用比例对Ｎ３９６５力学性能的影响。结果表明，随着白炭黑用量的不断增大，Ｎ３９６５材料的抗拉强度、延伸率、撕裂强度和耐热性能均有提高，但其压缩弹性模量有所降低，压缩永久变形量、蠕变量和应力松弛量变大，当炭黑和白炭黑的并用比例为１００∶３０时，Ｎ３９６５硫化胶料的综合性能最好。试验结果表明，温度对丁腈橡胶材料的力学性能有显著影响，随着温度的升高，丁腈橡胶材料的抗拉强度出现了明显的下降，压缩应力松弛率先快速减小随后逐渐增大。
关键词螺杆泵定子材料丁腈橡胶生胶补强剂力学性能
中图分类号ＴＱ０５１．２１ 文献标识码Ａ文章编号 ０２５４-６０９４（２０１７）０５-０４９２-０６
由于螺杆泵的工作环境恶劣且复杂，温度高，压力大，在长期不间断工作和疲劳载荷的共同作用下，螺杆泵中橡胶定子的力学性能快速下降，使材料出现老化，并发生破损失效，严重缩短了螺杆泵的使用年限，同时也限制了它的进一步发展和应用［１～３］。橡胶定子作为螺杆泵使用过程中失效最快的部件，它的寿命决定了整个螺杆泵的使用寿命［４］，因此通过改变生胶材料种类以及补强剂种类和配比等方法设计出合适的定子橡胶材料具有十分重要的意义。
早在１９３７年德国ＦａｂｅｎＩＧ公司就已经开始了丁腈橡胶（ＮｉｔｒｉｌｅＢｕｔａｄｉｅｎｅＲｕｂｂｅｒ，ＮＢＲ）的工业化生产，ＮＢＲ具有较好的耐介质性能、耐热性能和力学性能，得到了广泛的认可，具有十分广阔的开发应用前景［５］。目前关于ＮＢＲ的研究主要集中在单一的硫化体系，或新型添加剂或补强剂对橡胶力学性能的影响，但是对基胶的选择对性能影响的研究则较少；此外，关于补强剂混合使用对力学性能影响的研究也少有报道。针对于如何提高丁腈橡胶的各项性能，很多的研究院所和科研单位都在进行着不同的探索和尝试［６］。韩国有等利用有限元法研究了定子橡胶材料的泊松比对螺杆泵举升压力（扬程）的影响［７］。徐加勇等研究了仅加入无机填料填充丁腈橡胶的物理力学性能［８，９］。林桂等研究了用聚酯短纤维增强的丁腈橡胶硫化胶料的压缩性能［１０，１１］。李巧真等针对泵的总成性能测试实验，自行研制并设计了一套螺杆泵实验装置计算机控制系统［１２］。Ｊａｈｒｏｍｉ
ＡＥ等采用正交分析方法研究了加工工艺参数对聚氨酯／丁腈橡胶／纳米碳酸钙混合物力学性能的影响［１３］。
笔者采用实验的方法，研究３种不同生胶（Ｎ３９６５、Ｎ３３４５、ＪＳＲＮ２２０Ｓ）对ＮＢＲ弹性体材料性能的影响，通过比较３种生胶制得的弹性体材料的拉伸性能、撕裂性能以及压缩性能等几个重要指标综合分析筛选一种最好的作为后续实验的生胶。同时，研究补强剂配比，即炭黑（Ｎ３３０）和白炭黑（ＳｉＯ２）的配比对ＮＢＲ弹性体材料力学性
２９４化工机械 ２０１７年
①基金项目：国家自然科学基金项目（５１１７５２４１）。
作者简介：贺日东（１９９３-），硕士研究生，从事新能源技术及装备研究。
联系人：谈金祝（１９６４-），教授，从事新能源技术及装备研究，ｔｊｚｎｊｕｔ＠ｎｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
万方数据
橡胶力学性能测试标准
序号标准号:发布年份标准名称(仅供参考) 1 GB 1683-1981 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法 2 GB 1686-1985 硫化橡胶伸张时的有效弹性和滞后损失试验方法 3 GB 1689-1982 硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机) 4 GB 532-1989 硫化橡胶与织物粘合强度的测定 5 GB 5602-1985 硫化橡胶多次压缩试验方法 6 GB 6028-1985 硫化橡胶中聚合物的鉴定裂解气相色谱法 7 GB 7535-1987 硫化橡胶分类分类系统的说明 8 GB/T 11206-1989 硫化橡胶老化表面龟裂试验方法 9 GB/T 11208-1989 硫化橡胶滑动磨耗的测定 10 GB/T 11210-1989 硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定 11 GB/T 11211-1989 硫化橡胶与金属粘合强度测定方法拉伸法 12 GB/T 1232.1-2000 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1部分:门尼粘度的测定 13 GB/T 12585-2001 硫化橡胶或热塑性橡胶橡胶片材和橡胶涂覆织物挥发性液体透过速率的测定(质量法) 14 GB/T 12829-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶小试样(德尔夫特试样)撕裂强度的测定 15 GB/T 12830-1991 硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法四板法 16 GB/T 12831-1991 硫化橡胶人工气候(氙灯)老化试验方法 17 GB/T 12834-2001 硫化橡胶性能优选等级 18 GB/T 13248-1991 硫化橡胶中锰含量的测定高碘酸钠光度法 19 GB/T 13249-1991 硫化橡胶中橡胶含量的测定管式炉热解法 20 GB/T 13250-1991 硫化橡胶中总硫量的测定过氧化钠熔融法 21 GB/T 13642-1992 硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法 22 GB/T 13643-1992 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定环状试样 23 GB/T 13644-1992 硫化橡胶中镁含量的测定CYDTA滴定法 24 GB/T 13645-1992 硫化橡胶中钙含量的测定EGTA滴定法 25 GB/T 13934-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定(德墨西亚型) 26 GB/T 13935-1992 硫化橡胶裂口增长的测定 27 GB/T 13936-1992 硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法 28 GB/T 13937-1992 分级用硫化橡胶动态性能的测定强迫正弦剪切应变法 29 GB/T 13938-1992 硫化橡胶自然贮存老化试验方法 30 GB/T 13939-1992 硫化橡胶热氧老化试验方法管式仪法 31 GB/T 14834-1993 硫化橡胶与金属粘附性及对金属腐蚀作用的测定 32 GB/T 14835-1993 硫化橡胶在玻璃下耐阳光曝露试验方法 33 GB/T 14836-1993 硫化橡胶灰分的定性分析 34 GB/T 15254-1994 硫化橡胶与金属粘接180°剥离试验 35 GB/T 15255-1994 硫化橡胶人工气候老化(碳弧灯)试验方法 36 GB/T 15256-1994 硫化橡胶低温脆性的测定(多试样法) 37 GB/T 15584-1995 硫化橡胶在屈挠试验中温升和耐疲劳性能的测定第一部分:基本原理 38 GB/T 15905-1995 硫化橡胶湿热老化试验方法 39 GB/T 16585-1996 硫化橡胶人工气候老化(荧光紫外灯)试验方法 40 GB/T 16586-1996 硫化橡胶与钢丝帘线粘合强度的测定 41 GB/T 16589-1996 硫化橡胶分类橡胶材料
材料力学性能检测实训报告
浙江工贸职业技术学院材料工程系实训室 材料力学性能检测实 训报告 院系：材料工程系 专业：机电一体化 班级：1304班 姓名： XXX 学号： 年月日
一、力学拉伸性能检测实训 试验条件：GB/T228 – 2002国家标准金属拉伸试验试样GB 6397-86 试验数据及结果：如表1所示。 表1 低碳钢拉伸试验表 试验数据及结果：如表1-1所示。 表1-1 低碳钢拉伸试验表 试 样材料 试验前断裂后屈服强 度σs (Mpa) 抗拉强 度σb (Mpa) 延伸率 δ 断面收 缩率ΨL0 （mm） D0 (mm) S0 (mm2) L1 （mm） D1 （mm） S1 (mm2) 铸 铁 99．38 9．93 77．40 100．26 9．94 77．36 210．5 184．5 0．9% 0．1% 低碳钢100．16 9．99 78．34 130．30 5．91 27．41 455．1 190．8 30% 65．9% 试样材料 试验前断裂后屈服强 度σs (Mpa) 抗拉强 度σb (Mpa) 延伸 率δ 断面 收缩 率ΨL0 （mm） D0 (mm) S0 (mm2) L1 （mm） D1 （mm） S1 (mm2) 铝合 金 60．49 12．22 117．22 59．9 12．10 114．93 207．1 179．2 1% 2%
低碳钢拉伸试验图 铸铁拉伸试验图 低碳钢、铸铁拉伸试验对比图
二、硬度性能检测实训 （一）维氏硬度 试验条件：GB/T4340 – 1999 (试验力1.98N 加载时间10S ) 试验数据及结果：如表2所示。 表2 维氏硬度值记录 （注：第一次拉伸试验用的铝合金，为下面固溶时效用） （二）布氏硬度 试验条件：(GB/T 231 – 1984)压头直径为5mm 加载时间为15s 62.5kg 试验力 试验数据及结果：如表2-1所示。 表2-1 压痕直径与布氏硬度值记录 试验 材料 试验 次数 硬度值 HV 硬度范围 HV 铝 合 金 1 142．7 139．5 - 143．4 2 143．4 3 139．5 试验 材料 试验 次数 压痕直径 （mm ） 硬度值 HB 硬度范围 HB 镁 合 金 1 2．70 40． 2 39．2 - 40．2 2 2．72 39．6 3 2．73 39．2 试验 材料 试验 次数 压痕直径 （mm ） 硬度值 HB 硬度范围 HB
塑料橡胶常规力学性能测试实验
第二章塑料橡胶常规力学性能测试实验材料在外力作用下所表现的力学行为称为材料的力学性能。材料力学实验的目的在于通过测定材料的强度和刚度等基本性能，得到生产质量的控制和质量验收的依据，同时实验结果还可作为材料应用中使用性能指标和工程设计的基本数据。高分子材料的使用总是要求具有必要的力学性能，而且对大部分应用来说，力学性能比其它物理性能显得更为重要。 高分子材料具有所有已知材料中可变范围最宽的力学性能，这种性能上的多样性为高分子材料在不同领域的应用提供了广泛的选择余地。然而，与其它材料相比，高分子材料结构的多分散性、粘弹行为以及松弛特性，使得高聚物对机械应力的反映性相差较大。实验表明影响高分子材料力学性能测试结果的因素很多，内在因素有：材料本身化学组分，分子量及其分布，结构的规整性，取向及结晶程度，增塑和填充以及内部存在各种缺陷的多少等。外部因素如：测试温度、湿度、外力施加的频率以及试样的形状尺寸和加工质量等。塑料橡胶常规力学性能包括塑料拉伸、压缩、弯曲、冲击、剪切性能，橡胶的拉伸、撕裂性能等，为了使测试结果真实反应性能本质，且测试数据具有较好的重复可比性，要求测试方法的技术条件和操作步骤统一化、标准化、仪器设备定型化。因此，这些性能的测试都有相应的国家或部颁标准。此外，国家标准还对塑料橡胶力学性能测试的方法制定了总则，提出了塑料橡胶力学性能实验中对试样、测试环境的要求。其内容如下： 1、试样制备 ⑴薄膜试样：用锋利的刀片裁切或者用所需形状的冲切刀冲切。 ⑵软板、片试样：用锋利的切样刀在衬垫物上冲切。衬垫物的硬度为70~95（邵氏A）。 ⑶模塑试样：按有关标准或协议模塑。 ⑷硬质板材试样：用机械加工法加工。加工时不应使试样受到过分的冲击、挤压和受热。加工面应光洁。 ⑸各向异性的材料应沿纵横方向分别取样。 2、试样外观检查 试样表面应平整、无气泡、裂纹、分层、明显杂质和加工缺陷。 3、实验环境 温度：热塑性塑料为25±2℃；
钢筋力学性能检测报告
00000000000R 有效期限至：2016-04-05 xxx建设工程质量安全监督站 钢筋力学性能检验报告 工程名称：/ 报告编号：BRZ11500092 (第2页共2页) 委托单位/ 委托编号15000697-2 委托日期2015-04-27 施工单位/ 钢材种类热轧带肋钢筋检测日期2015-04-28 结构部位/ 牌号HRB400 报告日期2015-04-29 见证单位/ 见证人/ 证书编号/ 检验性质委托检验 样品编号 公称 直径 （mm） 技术指标要求 序 号 屈服 强度 Re(MPa) 极限 强度Rm （MPa） 伸长 率 A(%) 最大力 下总伸 长率(%) 冷弯实测强度比值 重量 偏差 (%) 生产 厂别 炉号 出产合 格证编 号 代表 数量 （t） 弯心直 径d （mm） 弯曲 角度 a（） 结果Rm/Re Re/Re K 屈服 强度 (MPa) 极限 强度 (MPa) 伸 长 率 (%) 最大力 下总伸 长率(%) 重量 偏差 （%） BZ11500392 18 ≥ 400 ≥ 540 ≥ 16 ≥ 7.5 ± 5 1 475 600 27.0 / 72.0 180 合格 1.26 1.19 -4 三钢/ / 60 2 470 595 27.0 / 72.0 180 合格 1.27 1.18 BZ11500393 20 ≥ 400 ≥ 540 ≥ 16 ≥ 7.5 ± 5 1 470 600 26.5 / 80.0 180 合格 1.29 1.18 -4 三钢/ / 60 2 475 605 26.0 / 80.0 180 合格 1.27 1.19 BZ11500394 16 ≥ 400 ≥ 540 ≥ 16 ≥ 7.5 ± 5 1 460 595 27.0 / 64.0 180 合格 1.29 1.15 -4 三钢/ / 60 2 465 590 27.5 / 64.0 180 合格 1.27 1.16 检验依据GB1499.2-2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB/T228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》 主要仪 器设备仪器名称：油压万能材料试验机管理编号：YQ-03 规格型号： WI-100 有效期至：2016-01-14 结论样品编号：BZ11500392 样品编号：BZ11500393 样品编号：BZ11500394 试样依据标准所检验项目符合指标要求 试样依据标准所检验项目符合指标要求 试样依据标准所检验项目符合指标要求备注 声明1、报告未盖检测单位“检测报告专用章”无效。 2、复制报告未重新加盖检测单位“检测报告专用章”无效。 3、对报告若有异议，应及时向检测单位提出。 地址 地址：xxxxxxxxxxxxxxxxx(xxx建设工程质量安全监督 站) 邮编：000000 电话:0000-00000000 传真：0000-00000000 批准：审核：校核：检验：
关于橡胶性能报告
关于橡胶性能报告 1、三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物 可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性。 由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降。 三元乙丙橡胶本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，根据相似相溶的原则，三元乙丙橡胶能比较容易溶解于脂肪族溶剂和芳香烃溶剂，如溶剂油、甲苯什么的。而极性溶剂，如酯类溶剂和卤代烃类溶剂则不能溶解三元乙丙橡胶，如乙酸乙酯、二氯甲烷 三元乙丙橡胶最大的缺点就是不耐油，比丁腈橡胶差远了 耐油还是要选丁腈橡胶，耐热老化看你的老化条件。 2、氯化像胶 氯化像胶是天然橡胶的衍生产品，是一种白色的流动性粉末；无毒、无味、无臭，表面密度 0.1 ～ 0.45 ；能溶于芳香族、氯化烃、酮、酯等有机溶剂，不燃、不助燃，在 130 ℃以上会分解放出氯化氢，氯化橡胶漆膜具有优良的耐候性、耐磨性、耐水性、防霉性、阻燃性；与所有涂料树脂相比，其氧气、水汽渗透率极低。 氯化丁基橡胶不属耐油橡：通过对厂家的咨询，耐丁酮、丁酯，但不耐苯类溶剂。 3、聚氨酯橡胶 聚氨酯橡胶耐磨性能卓越：耐磨性能是所有橡胶中最高的。实验室测定结果表明，聚氨酯橡胶的耐磨性是天然橡胶的3~5倍，实际应用中往往高达10倍左右。耐油性和耐药品性良好。聚氨酯橡胶与非极性矿物油的亲和性较小，在燃料油（如煤油、汽油）和机械油（如液压油、机油、润滑油等）中几乎不受侵蚀，比通用橡胶好得多，可与丁腈橡胶媲美。缺点是在醇、酯、酮类及芳烃中的溶胀
材料力学性能拉伸试验报告
材料力学性能拉伸试验报告 材化08 李文迪 40860044
[试验目的] 1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。 2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 [试验材料] 通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法： 1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。 1.2热处理状态及组织性能特点简述： 1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀 的冷却称为退火。 特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正 火。 特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。 1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此 温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。 特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 1.3试样规格尺寸：采用R4试样。 参数如下：
1.4公差要求 [试验原理] 1.原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段 卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度R 。当屈服到一定 eL 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 [试验设备与仪器] 1.1试验中需要测得： （1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线） （2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。 1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为 0.02mm。 1.3检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。 注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。 注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。
橡胶制品检验标准
橡胶制品进料检验标准 一目的明确橡胶制品进料品质验收标准，规范检验动作，使检验、判定标准能达到一致性 二范围本标准规定了橡胶制品进料检验的技术要求、包装要求、检验规则。本标准适用于本公司所有橡胶制品的进料检验。 三检验项目及规则 外观检验 ●制品表面应整洁，无飞过，毛剌等，且不允许有杂质，无明显划痕,泡状突起.表面纹路自然,表面无可见的微粒,无折射缺陷及浇注口印迹,流痕等. 目测和手感 尺寸检查 ●橡胶件尺寸必须按规定程序批准的产品设计图纸和各相关的国家标准制造,必须符合产品图样或技术文件的要求. 卷尺和卡尺 耐汽油性检查 ●在40OC的环境温度下，放在汽油中浸泡48h后，其本积变化率应小于10%，硬度变化为-25RHD以内，拉断强度变化率应在-35%以内，拉伸变化率在-20%以内。
耐润滑油性检查 ●在70OC的环境温度下，放在润滑油中浸泡72h后，其体积变化率在-10%~+15%之间，硬度变化为-5~+10RHD之间，拉断强度变化率应在10%以内，伸长变化率在-30%以内。 硬度检查 ●橡胶件硬度应符合产品图纸或技术文件的要求。常用橡胶件的材质及硬度值，仅作为一般批产件验收参考，如有特殊要求时，请以经确认的技术要求执行。 耐老化性能检查 ●橡胶件必须具有一定的耐老化性。橡胶件在70OC温度试验下，经72h热空气老化试验后，其硬度变化不超过±15%IRHD，拉伸强度变化率不超过±30%，拉断伸长率变化不超过-50%。 耐温性能检查 ●低温试验后试样敲击无破现象,高温试验后试样弹性良好，弯折无龟裂现象。 裂缝试验 ●根据样品具体形状，用样品的全部或者取其中的一部分呈长条型，将其拉长10%，在变形的情况下，呈南北或东西方向放置三个月，在
材料力学性能实验报告
大连理工大学实验报告 学院（系）：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程班级：材0701姓名：学号：组：___ 指导教师签字：成绩： 实验一金属拉伸实验 Metal Tensile Test 一、实验目的Experiment Objective 1、掌握金属拉伸性能指标屈服点σS，抗拉强度σb，延伸率δ和断面收缩率 φ的测定方法。 2、掌握金属材料屈服强度σ0.2的测定方法。 3、了解碳钢拉伸曲线的含碳量与其强度、塑性间的关系。 4、简单了解万能实验拉伸机的构造及使用方法。 二、实验概述Experiment Summary 金属拉伸实验是检验金属材料力学性能普遍采用的极为重要的方法之一，是用来检测金属材料的强度和塑性指标的。此种方法就是将具有一定尺寸和形状的金属光滑试样夹持在拉力实验机上，温度、应力状态和加载速率确定的条件下，对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。通过拉伸实验可以解释金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形，塑性变形和断裂。在实验过程中，试样发生屈服和条件屈服时，以及试样所能承受的最大载荷除以试样的原始横截面积，求的该材料的屈服点σS，屈服强度σ0.2和强度极限σb。用试样断后的标距增长量及断处横截面积的缩减量，分别除以试样的原始标距长度，及试样的原始横截面积，求得该材料的延伸率δ和断面收缩率φ。 三、实验用设备The Equipment of Experiment 拉力实验的主要设备为拉力实验机和测量试样尺寸用的游标卡尺，拉力
实验机主要有机械式和液压式两种，该实验所用设备原东德WPM—30T液压式万能材料实验机。液压式万能实验机是最常用的一种实验机。它不仅能作拉伸试验，而且可进行压缩、剪切及弯曲实验。 （一）加载部分The Part of Applied load 这是对试样施加载荷的机构，它利用一定的动力和传动装置迫使试样产生变形，使试样受到力或能量的作用。其加载方式是液压式的。在机座上装有两根立柱，其上端有大横梁和工作油缸。油缸中的工作活塞支持着小横梁。小横梁和拉杆、工作台组成工作框架，随工作活塞生降。工作台上方装有承压板和弯曲支架，其下方为钳口座，内装夹持拉伸试样用的上夹头。下夹头安装在下钳口座中，下钳口座固定在升降丝杆上。 当电动机带动油泵工作时，通过送油阀手轮打开送油阀，油液便从油箱经油管和进入工作油缸，从而推动活塞连同工作框架一起上升。于是在工作台与大横梁之间就可进行压缩、弯曲等实验，在工作台与下夹头之间就进行拉伸实验。实验完毕后，关闭送油阀、旋转手轮打开回油阀，则工作油缸中的油液便经油管泄回油箱，工作台下降到原始位置。 （二）测力部分The Part of Measuring Force 加载时，油缸中的油液推动工作活塞的力与试样所承受的力随时处于平衡状态。如果用油管和将工作油缸和测力油缸连同，此油压便推动测力活塞，通过连杆框架使摆锤绕支点转动而抬起。同时，摆锤上方的推板便推动水平齿杆，使齿轮带动指针旋转。指针旋转的角度与油压亦即与试样所承受的载荷成正比，因此在测力度盘上便可读出试样受力的量值。 四、试样Sample 拉伸试样，通常加工成圆型或矩形截面试样，其平行长度L0等于5d或10d （前者为长试样，后者为短试样），本实验用短试样，即L0=5d。本实验所用的试样形状尺寸如图1—1所示。 图1－1圆柱形拉伸试样及尺寸
ASTM D471橡胶性能的标准试验方法 液体影响(中文版)
橡胶性能的标准试验方法-液体影响1．范围 1.1 本实验方法提出了评价橡胶或类橡胶物质抵抗液体作用的相对 能力所需的程序。试验计划：（1）从标准板材（见规范D3182）上裁取硫化橡胶试样，（2）从涂覆硫化橡胶的织物（见试验方法D751）上裁取试样，或（3）采用商业成品（见规范D3183）为试样。除第11.2.2 所提者外，本试验方法不适用于多孔橡胶、泡沫橡胶和压制包装板材。 1.2 ASTM 油类No.2 和No.3 用作本标准的标准工作液体，目前尚未商业化，且在1993 年分别被IRM902 和IRM903 替代（详见附录XI）。 1.3 本试验方法包括以下试验内容： 质量变化（浸泡后）第10 节 体积变化（浸泡后）第11 节 水不溶液体和混合液体尺寸变化第12 节 液体仅在一表面的质量变化第13 节 液体可溶提取物质量的测定第14 节 抗张强度、伸长率和硬度的变化（浸泡后）第15 节 断裂强度、破裂强度、撕裂强度和涂布织物附着力的变化第16 节 计算（试验结果）第17 节 2．引用文件 2.1 ASTM 标准： D 92 用克利福兰得开杯法测定闪点和燃点的试验方法2 D 97 石油产品倾点的试验方法2 D 287 原油和石油产品API 比重的试验方法(液体比重计法) 2 D 412 硫化橡胶、热塑橡胶和热塑合成橡胶张力3
D 445 透明和不透明液体运动粘度的试验方法2 D 611 石油产品和烃类溶剂苯胺点和混合苯胺点的试验方法2 D 751 涂层布试验方法4 D 975 柴油规格 D1217 用宾汉比重瓶法测定液体密度和相对密度(比重)的试验方法2 D 1415 橡胶特性--国际硬度的试验方法3 D 1500 石油产品ASTM 颜色的试验方法(ASTM 比色度) 2 D 1747 石油产品ASTM 颜色的试验方法(ASTM 比色度) 2 D 2008 石油产品紫外线吸收度和吸收系数的试验方法2 D 2140 石油制绝缘油的碳类成份的测试方法5 D 2240 用硬度计测定橡胶硬度的试验方法3 D 2699 研究法测定发动机燃料抗震性的试验方法6 D 3182 混炼标准化合物及制备标准硫化橡胶试片用橡胶材料、设备及工序规程3 D 3183 用橡胶制品制备试验用橡胶试片的规程3 D 4483 橡胶和炭黑制造业用试验方法标准精确性的评定规程7 D 4485 发动机油功能规范3 D 4678 橡胶参考材料的制备、测试、验收、制定文档和使用规程3 D 5900 工业标准物质(IRM)的物理及化学性能规格8 E 145 重力传送和强制通风炉规格8 2.2 SAE 标准： J 300 发动机油粘度分类
橡胶力学性能测试标准
橡胶力学性能测试标准公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
序号标准号 :发布年份标准名称(仅供参考) 1 GB 1683-1981 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法 2 GB 1686-1985 硫化橡胶伸张时的有效弹性和滞后损失试验方法 3 GB 1689-1982 硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机) 4 GB 532-1989 硫化橡胶与织物粘合强度的测定 5 GB 5602-1985 硫化橡胶多次压缩试验方法 6 GB 6028-1985 硫化橡胶中聚合物的鉴定裂解气相色谱法 7 GB 7535-1987 硫化橡胶分类分类系统的说明 8 GB/T 11206-1989 硫化橡胶老化表面龟裂试验方法 9 GB/T 11208-1989 硫化橡胶滑动磨耗的测定 10 GB/T 11210-1989 硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定 11 GB/T 11211-1989 硫化橡胶与金属粘合强度测定方法拉伸法 12 GB/T 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1部分:门尼粘度的测定 13 GB/T 12585-2001 硫化橡胶或热塑性橡胶橡胶片材和橡胶涂覆织物挥发性液体透过速率的测定(质量法) 14 GB/T 12829-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶小试样(德尔夫特试样)撕裂强度的测定 15 GB/T 12830-1991 硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法四板法 16 GB/T 12831-1991 硫化橡胶人工气候(氙灯)老化试验方法 17 GB/T 12834-2001 硫化橡胶性能优选等级 18 GB/T 13248-1991 硫化橡胶中锰含量的测定高碘酸钠光度法 19 GB/T 13249-1991 硫化橡胶中橡胶含量的测定管式炉热解法 20 GB/T 13250-1991 硫化橡胶中总硫量的测定过氧化钠熔融法 21 GB/T 13642-1992 硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法 22 GB/T 13643-1992 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定环状试样 23 GB/T 13644-1992 硫化橡胶中镁含量的测定 CYDTA滴定法 24 GB/T 13645-1992 硫化橡胶中钙含量的测定EGTA滴定法 25 GB/T 13934-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定(德墨西亚型) 26 GB/T 13935-1992 硫化橡胶裂口增长的测定 27 GB/T 13936-1992 硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法 28 GB/T 13937-1992 分级用硫化橡胶动态性能的测定强迫正弦剪切应变法 29 GB/T 13938-1992 硫化橡胶自然贮存老化试验方法
材料力学性能测试实验报告
材料力学性能测试实验 报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理 拉伸实验原理 拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端，用拉伸力将试样沿轴向拉伸，一般拉 至断裂为止，通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。 对于均匀横截面样品的拉伸过程，如图 1 所示， 图 1 金属试样拉伸示意图 则样品中的应力为 其中A 为样品横截面的面积。应变定义为 其中△l 是试样拉伸变形的长度。 典型的金属拉伸实验曲线见图 2 所示。 图3 金属拉伸的四个阶段 典型的金属拉伸曲线分为四个阶段，分别如图 3(a)-(d)所示。直线部分的斜率E 就是杨氏模量、σs 点是屈服点。金属拉伸达到屈服点后，开始出现颈缩 现象，接着产生强化后最终断裂。 弯曲实验原理 可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力，一般直至断裂，通过实 验结果测定材料弯曲力学性能。为方便分析，样品的横截面一般为圆形或矩形。 三点弯曲的示意图如图 4 所示。 图4 三点弯曲试验示意图 据材料力学，弹性范围内三点弯曲情况下C 点的总挠度和力F 之间的关系是 其中I 为试样截面的惯性矩，E 为杨氏模量。 弯曲弹性模量的测定 将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，施加横向力对样品进行弯曲， 对于矩形截面的试样，具体符号及弯曲示意如图 5 所示。 对试样施加相当于σpb0.01。 (或σrb0.01)的10％以下的预弯应力F。并记录此力和跨中点处的挠度，然后对试样连续施加弯曲力，直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50％。记录弯曲力的增量DF 和相应挠度的增量Df ,则弯曲弹性模量为 对于矩形横截面试样，横截面的惯性矩I 为 其中b、h 分别是试样横截面的宽度和高度。 也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。在曲线图上确定最佳弹性直线段，读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量，见图 6 所示。然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。 二、试样要求
胶力学性能与测试
胶力学性能与测试|橡胶力学与测试|橡胶力学与测试 一、生胶性能 未经加工的原料橡胶俗称生胶，其实生胶也并非100%纯净的，如天然胶中含有的非橡胶烃(约5%)包括树脂酸蛋白质等物质，在SR中同样添加了防老剂及未耗尽的合成助剂，如：分子量控制剂，终止剂及分散剂等。不过大体上讲，生胶与胶料相比更能代表橡胶固有的特性，包括如下： 1、分子量。指橡胶大分子的分子量的平均值，应该把橡胶看成不同分子量聚合物的体系，既有高分子量级份，也混杂一些低分子量级份，这是不可避免的，所以只能以平均分子量的概念来描述。根据不同测试方法又分粘均分子量、散均分子量及重均分子量。比较常用的是粘均分子量，因为比较容易测，采用不同粘度来表征不同分子量，更为直观(分子量越大，粘度越高)。 分子量与生胶性能之间有着直接和密切的关系，一般而言分子量越大，则生胶的强度越高，力学性能越好，但是随着分子量的增大，加工时的流动性变差。 2、分子量分布。橡胶实际上是不同比例的大小分子量不同的分子链的混合物，如果把不同的分子量按出现的频率来排列，则可得到分子量分布曲线。 NR的分子量分布特点： 中等分子量占统治地位，高分子量及低分子量级各占少数，其中高的部分有利于力学性而低的部分则有利于加工，因此兼顾了性能和加工。 SR的分子量分布特点： 分子量分布很窄，局限在很小的范围，因为缺少低分子量部分所以加工性不及NR，但性能均匀性好。原因是合成橡胶的分子量由人为地加以控制，所以模式单纯，难以做到大、中、小兼顾。 3、凝胶含量。一般只发生在SR。当聚合过程中，因结构控制不同，形成太多的支链结构，结果这一部分就出现凝胶，用溶剂无法溶解故称凝胶。炼胶时助剂难以进入，影响性能。 4、侧挂基团。橡胶单体上的不同基团给橡胶带来不同的特性。如：－COOH (羧基)：能赋予良好的粘性；－CL：具有极性及电负性；苯基：体积庞大可以阻拦射线，故具抗射线性良好。 5、极性。与基团有密切相关，凡是带有腈基(-CN)羟基(-OH)和羧基(-COOH)等基团的橡胶都有较强的极性，称为极性橡胶。他们与金属有良好的结合性，另外极性接近的橡胶，彼此容易掺和。 二、硫化胶性能 如果说生胶和未硫化胶的性能主要为加工生产服务，那么硫化胶性能主要为客户和实际应用服务。硫化胶性能可以概括分为俩大类即力学性能及抗环境性能，前者都是衡量橡胶在受力情况下的性能，主要有拉伸强度、定伸强度、扯断伸长率、拉伸永久变形(均在拉力机上进行)、硬度、回弹性、压缩永久变形、抗撕裂强度、粘和强度等。后者是测量橡胶在外界环境下的性能变化，包括热老化性能、抗臭氧性能、阻燃性能、抗霉性能等。 先将常用的硫化胶测定项目简述如下– 1、拉伸强度。用拉动机对橡胶试片进行拉伸，测定断裂时的强度以Mpa表示，是衡量橡胶力学性能的最主要最基本项目，其值越大，表明强度越大，一般在10~30Mpa。 2、定伸强度。试样拉伸到一定长度时，单位面积所需的力。可以反映橡胶的交联程度。其值越高，表明橡胶越坚韧，单位MPa 3、扯断伸长率。试样拉断时，伸长部分与原长的百分比，用以表示橡胶在伸长时的应变能力的极限，以%表示。
橡胶力学性能测试范围
橡胶力学性能测试范围 1、橡胶拉伸性能测试 任何橡胶制品都是在一定外力条件下使用，因而要求橡胶应有一定的物理机械性能，而性能中最为明显为拉伸性能，在进行成品质量检查，设计胶料配方，确定工艺条件，及比较橡胶耐老化，耐介质性能时，一般均需通过拉伸性能予以鉴定，因此，拉伸性能则为橡胶重要常规项目之一。 拉伸性能包括如下项目： ⑴ 拉伸应力S（tensile stress）试样在拉伸时产生的应力，其值为所施加的力与试样的初始横截面积之比。 ⑵ 定伸应力Se（tensile stress at a given elongation）试样的工作部分拉伸至给定伸长率时的拉伸应力。常见定伸应力有100%、200%、300%、500%定伸应力。 ⑶ 拉伸强度TS（tensile strength）试样拉伸至扯断时的最大拉伸应力。过去曾称为扯断强度和抗张强度。 ⑷ 伸长率E（elongation percent）由于拉伸试样所引起的工作部分的形变，其值为伸长的增量与初始长度百分之比。 ⑸ 定应力伸长率Eg（elongation at a given stress）试样在给定应力下的伸长率。 ⑹扯断伸长率Eb（elongation at break）试样在扯断时的伸长率。 ⑺ 扯断永久变形将试样伸至断裂，再受其在自出状态下，恢复一定的时间（3min）后剩余的变形，其值为工作部分伸长的增量与初始长度百分之比。
⑻ 断裂拉伸强度TSb（tensile strength at break）拉伸试样在断裂时的拉伸应力。如果在屈服点以后，试样继续伸长并伴随着应力下降，为时TS 和TSb 的值是不相同，TSb 值小于TS。 ⑼ 屈服点拉伸应力Sy（tensile stress at yield）应力应变曲线上出现应变进一步增加而应力不增加的第一个点对应的应力。 ⑽ 屈服点伸长率Ey（elongation at yield）应力应变曲线上出现应变进一步增加而应力不增加的第一个点对应的应变（伸长率）。 2、橡胶压缩永久变形的测定 有些橡胶制品（如密封制品）是在压缩状态下使用，其耐压缩性能是影响产品质量的主要性能之一,橡胶耐压缩性一般用压缩永久变形来恒量。 橡胶在压缩状态时，必然会发生物理和化学变化，当压缩力消失后，这些变化阻止橡胶恢复到原来的状态，于是就产生了压缩永久变形。压缩永久变形的大小，取决于压缩状态的温度和时间，以及恢复高度时的温度和时间。在高温下，化学变化是导致橡胶发生压缩永久变形的主要原因。压缩永久变形是去除施加给试样的压缩力，在标准温度下恢复高度后测得。在低温下试验，由玻璃态硬化和结晶作用造成的变化是主要的，当温度回升后，这些作用就会消失，因此必须在试验温度下测量试样高度。 我国目前测定橡胶压缩永久变形有2 个国家标准，分别为硫化橡胶、热塑性橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定（GB/T7759）和硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法（GB/T1683）。
橡胶件物理机械性能技术参数要求
橡胶件物理机械性能技术参数要求 为了确保橡胶件使用性能的的要求，现将橡胶的基本物理性能做如下要求： 1、丁腈胶：拉伸强度>12MPa，扯断伸长率>320%； 耐油【90#汽油（70%）+乙醇（30%）】48h后体积变化率为0～25%；有金属骨架的重量变 化率为0～+15%；经100O C×24h后拉伸强度保持率>85%，扯断伸长保持率>70%，硬度增 加0～+10度；经-35O C×3h不脆裂。 2、天然胶：A高强度的拉伸强度>16MPa，扯断伸长率>480%；经70O C×70h后拉伸强度保持 率>85%，扯断伸长率保持>75%，硬度变化0～+15度。耐臭氧橡胶制品 在50pph m×40O C×72h后无龟裂，试片在50pph m×40O C×48h拉伸20% 无龟裂。 B一般的拉伸强度>13MPa，扯断伸长率>450%；经70O C×70h后拉伸强度保持率>85%， 扯断伸长率保持>75%，硬度变化0～+15度。耐臭氧橡胶制品在50pph m×40O C ×72h后无龟裂，试片在50pph m×40O C×48h拉伸20%无龟裂。 3、三元乙丙胶：拉伸强度>12MPa，扯断伸长率>400%，耐臭氧200pph m×40O C×96h拉伸40%后无龟裂； 经120O C×70h后拉伸强度保持率>85%，扯断伸长保持率>75%，硬度增加0～+10 度；经-35O C×22h后硬度变化0～+20度，1min后基本复原。 4、硅胶：拉伸强度>4.5MPa，扯断伸长率>320%（220—320），经200O C×70h后拉伸强度保持率>85%， 扯断伸长保持率>75%，硬度变化0～+10度；经-50O C×5h后不脆裂。耐臭氧 50pph m×40O C×96h拉伸40%后无龟裂。 5、NBR（70%）+PVC（30%）：拉伸强度>10MPa，扯断伸长率>450MPa，硬度70±5O 耐臭氧50pph m× 40O C×72h拉伸20%后无龟裂；90#汽油中浸泡48h体积变化率0～25%；经100O C ×96h后拉伸强度保持率>80%，扯断伸长率>70%，硬度变化0～+10度；经-35O C ×3h后不脆裂。 6、PVC改性：拉伸强度>10MPa，扯断伸长率>300%，耐臭氧50pph m×40O C×72h拉伸20%后无龟裂； 硬度变化-5～+10度；经100O C×70h后拉伸强度保持率>80%，扯断伸长率保持>70% 90#汽油中浸泡48h体积变化率-3～8%；经-30O C×3h后不脆裂。 备注：耐油试验暂按上述要求执行，待标准确定后再按国标执行。
橡胶性能标准试验规范
橡胶性能标准试验规范 (ASTM D395-2003) 1范围 1.1本测试方法测试应用中会在气体或液体媒介中承受压力的橡胶。本测试 方法特别适用于在机械固定器件，减震器，封条中使用的橡胶。本测试方法包含以下两种方法： 1.2测试方法可以选择，但是应考虑用于与测试结果关联的实际情况下使用 的橡胶的性质。除非在具体的规范中有其他规定，应使用测试方法B。 1.3测试方法B不适用于硬度大于90IRHD的硫化橡胶。 1.4以国际单位（SI）为单位的数值应被认为是标准。在括号内的数值起参照作用。 1.5此项标准不包括与其应用有关的所有的安全隐患。此项标准的使用者有责任在使用前建立合适的安全健康规范以及决定法规限制是否适用 2 参考文件 2.1 ASTM标准： D1349 橡胶规范---测试的标准温度 D 3182 混合标准化合物及制备标准硫化橡胶薄片用橡胶材料、设备及工序的标准实施规程
D 3183 橡胶实施规范---从橡胶制品中制备试验目的用试片 D 3767 橡胶的标准规程----尺寸测量 D 4483 评定橡胶和炭黑制造工业试验方法标准的精度的实施规程 E 145 重力对流式和强制通风式烘炉的规范 此测试方法属于ASTM D 11橡胶委员会的工作范围，是其下属D11.10物理测试子委员会的直接责任。 目前的版本在2008.3.1批准，2008.07出版。原始的版本在1934年批准。上一个版本在2003年批准. 3 测试方法概要 3.1 用挠力或规定的力压缩试样，并在规定的温度下保持规定的时间。 3.2 在试样在合适的装置内，在规定的条件下经过特定时间的压缩变形后，取出试样，等待30分钟，测量试样的残留变形。 3.3 在测量残留变形后，根据Eq1和Eq2计算压缩永久变形。 4. 意义和用途 4．1 压缩永久变形测试用于测量在长时间受压后，橡胶化合物保持弹性的能力。实际情况下的压力可能包括持续的挠力，持续的已知力，时短时续的压力产生的交替变形和恢复。虽然后者也产生压力永久变形，它的效果更接近于压缩挠曲和滞后测试。因此，压力永久变形测试主要适用于静态力的使用环境。测试经常在高温下进行。 5 试样 5.1 可以使用来自相同样品的2个（选项1）或3个（选项2）相同的试样。选项1的压力永久变形应为两个试样的平均值，表示为百分比；选项2的压力永久变形应为三个试样的中间值，表示为百分比。
复合材料力学性能表征(教学资料)
复合材料力学性能表征(characterization of mechanical properties of composites) 力学性能包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、疲劳等，这些数据的取得必须严格遵照标准。试验的标准环境条件为：温度23℃±2℃，相对湿度45％～55％，试样数量每项试验不少于5个。 此检测方法适用于树脂基复合材料，金属基复合材料力学性能可参考此方法进行。 拉伸拉伸试验是对尺寸符合标准的试样，在规定的试验速度下沿纵轴方向施加拉伸载荷，直至其破坏。通过拉伸试验可获得如下材料的性能指标： 式中P为最大载荷，N；b，h分别为试样的宽度和厚度，mm。 式中△L为试样破坏时标距L0内的伸长量，mm；L0为拉伸试样的测量标距，mm。 拉伸弹性模量Et 式中△P为载荷一形变曲线上初始直线段的载荷增量，N；△L为与△P相对应的标距L0内的变形增量，mm。 由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测以下项目： σL：∥纤维方向的拉伸强度； σT：⊥纤维方向的拉伸强度； EL：∥纤维方向的拉伸模量； ET：⊥纤维方向的拉伸模量。 应力-应变曲线记录拉伸过程中应力-应变变化规律的曲线，用于求取材料的力学参数和分析材料拉伸破坏的机制。 压缩对标准试样的两端施加均匀的、连续的轴向静压加载荷，直至试样破坏，以获得有关压缩性能的参数，若压缩试验中试样破坏或达最大载荷时的压缩应力为P(N)，试样横截面积为F(mm2)，则压缩强度σc为：
由压缩试验中应力-应变曲线上初始直线段的斜率，即应力与应变之比，可求出压缩弹性模量(MPa)。 由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测 σL：∥纤维方向的压缩强度； σT：⊥纤维方向的压缩强度； EL：∥纤维方向的压缩模量； ET：上纤维方向的压缩模量。 弯曲复合材料在弯曲试验中受力状态比较复杂，拉、压、剪、挤压等力同时对试样作用，因而对成型工艺配方，试验条件等因素的敏感性较大。用弯曲试验作为筛选试验是简单易行的方法。 复合材料的弯曲试验一般采用三点加载简支梁法，即将标准试样放在两支点上，在中间施加载荷，使试样变形直至破坏。材料的弯曲强度σ f为： 式中P为破坏载荷，N(或挠度为1.5倍试样厚度时的载荷)；l为跨度，mm；b，h分别为试样的宽度和厚度，mm。 弯曲弹性模量Ef是指比例极限内应力与应变的比值，可按下式计算： 式中△P为载荷，N(或挠度曲线上使直线段产生弯曲的载荷增量)；△f为与△P对应的试样跨距中点处的挠度增量。 剪切复合材料的特点之一是层间剪切强度低，并且层问剪切形式复杂，因此剪切试验对于复合材料的质量控制特别重要。层问剪切强度测试方法有直接剪切法和短梁弯曲法等。 (1)直接剪切法。试样的形式和尺寸如图，对试样的A、C面以一定的加载速度施加剪切，直至试样破坏。试样破坏时单位面积上所承受的载荷值为层间剪切强度τs。 式中Pb为破坏载荷，N；b，h分别为受剪面的宽度和高度，mm。
复合材料力学性能实验复习题new要点
复合材料力学性能实验复习题 1.力学实验方法的内涵？ 是以近代力学理论为基础，以先进的科学方法为手段，测量应变、应力等力学量，从而正确真实地评价材料、零部件、结构等的技术手段与方法； 是用来解决“物尽其用”问题的科学方法； 2.力学实验的主要任务，结合纤维增强复合材料加以阐述。 面向生产，为生产服务；面对新技术新方法的引入，研究新的测试手段；面向力学，为力学的理论建设服务。 3.对于单向层合板而言，需要几组实验来确定其弹性模量和泊松比？如何确定实验方案？ 共需五组实验，拉伸0/90两组，压缩0/90两组，剪切试验一组。 4.单向拉伸实验中如何布置应变片？ 5.单向压缩实验中如何布置应变片？ 6.三点弯曲实验中如何布置应变片？ 7.剪切实验中如何布置应变片？ 8.若应变片的粘贴方向与实样应变方向不一致，该如何处理？ 9.若加载方向与材料方向不一致，该如何处理？（这个老师给了） 10.纤维体积含量的测试方法？ 密度法、溶解法 11.评价膜基结合强度的实验方法？ 划痕法、压痕法、刮剥法、拉伸法、黏结剂法、涂层直接加载法、激光剥离法、弯曲法。 12.简述试样机械加工的规范？ 试样的取位区(距板材边缘30mm以上，最小不得小于20mm) 试样的质量（气泡、分层、树脂富集、皱褶、翘曲、错误铺层） 试样的切割（保证纤维方向和铺层方向与试验要求相符） 试样的加工（采用硬质合金刀具或砂轮片加工，防止试样产生分层、刻痕和局部挤压等机械损伤） 试样的冷却（采用水冷，禁止油冷） 13.纤维增强复合材料在拉伸试验中的几种可能破坏模式及其原因？ 所有纤维在同一位置破坏，材料吸收断裂能量很小，材料断裂韧性差； 纤维在基体中拔出，吸收断裂能量很大，材料韧性增加并伴随界面开裂； 介于以上两者之间。 14.加强片的要求？ 材料硬度低，便于夹具的咬合；材料的强度高，保证载荷能传递到试样上，且在试样发生破坏前本身不发生破坏。