基础实验-塑料弯曲强度-实验讲义
PP弯曲强度
PP简介
PP由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按 甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯、 和间规聚丙烯三种。 PP的分子结构为典型的主体规整结构，为结 晶聚合物，其分子量为10～50万。 比重:0.9-0.91克/立方厘米。 成型收缩率:1.0-2.5% 。 成型温度：160-220℃ 。
(2)源自4.调节好跨度，将试样放于支架上，上压头与 试样宽度的接触线须垂直于试样长度方向，试样两 端紧靠支架两头。 5.启动下降按钮，试验机按设定的参数开始工作。 当压头接触到试样后，计算机开始自动记录试样所 受的载荷及其产生的位移数据。至试样到达屈服点 或断裂时为止，立即停机。 6.保存数据，并根据数据作弯曲载荷-位移曲线 图，并保存。根据图形分析试样的弯曲力学行为。
弯曲性能性能有以下主要影响因素
①试样尺寸和加工.试样的厚度和宽度都与弯曲强度和挠度有关. ②加载压头半径和支座表面半径.如果加载压头半径很小,对试样容易 引起较大的剪切力而影响弯曲强度.支座表面半径会影响试样跨度的准确
性.
③应变速率.弯曲强度与应变速率有关,应变速率较低时,其弯曲强度也 偏低. ④试验跨度.当跨厚比增大时,各种材料均显示剪切力的降低,可见用增 大跨厚比可减少剪切应力,使三点弯曲试验更接近纯弯曲. ⑤温度.就同一种材料来说,屈服强度受温度的影响比脆性强度的大.现行 塑料弯曲性能实验的国家标准为GB/T9341-2000.
实验原理
弯曲性能测试主要用来检验材料在经受 弯曲负荷作用时的性能，生产中常用弯曲实
验来评定材料的弯曲强度和塑性变形的大小，
尤其是对于托架这样的产品，制品经常受到
弯曲的作用力，弯曲强度称为质量控制和应
用设计的重要参考指标。
塑料弯曲强度测试标准
塑料弯曲强度测试标准
塑料弯曲强度测试标准是用来评估塑料材料在受力作用下的弯曲能力。
塑料弯曲强度是指材料在弯曲过程中能够承受的最大应力。
这一测试标准是为了确保塑料制品的质量和安全性，确保其在真实使用环境中能够承受相应的力量而设计的。
首先，塑料弯曲强度测试涉及到选择适当的测试样本。
一般来说，标准要求使用具有一定尺寸和几何形状的标准试样。
这些试样通常是矩形形状，具有一定的长度和厚度。
其尺寸和形状的选择是为了准确测量试样在弯曲过程中的力学性能。
其次，测试过程需要使用专门的测试设备和设施。
常见的设备是弯曲试验机，通过施加力和测量变形来评估塑料在弯曲过程中的性能。
测试过程需要精确控制施加的力和变形的测量，以确保结果的准确性和可靠性。
在进行塑料弯曲强度测试时，需要严格按照标准操作规程进行。
这些规程包括试样的制备、测试设备的校准、试样的放置和加载方式等。
只有严格遵循这些规程，才能获得准确和可比较的测试结果。
最后，根据进行测试的目的和要求，在测试中可能还需要进行其他多项补充试验和性能评估，并在测试结果中进行相应的记录和分析。
总之，塑料弯曲强度测试标准是确保塑料制品质量和安全性的重要工具。
通过选择适当的样本、使用专门的测试设备和严格遵守标准操作规程，我们可以准确评估塑料材料在受力作用下的弯曲能力，以确保其在实际使用中具有足够的强度和承载能力。
材料物理性能 实验一材料弯曲强度测试
实验一 复合材料弯曲强度测定一、实验目的了解复合材料弯曲强度的意义和测试方法，掌握用电子万能试验机测试聚合物材料弯曲性能的实验技术。
二、实验原理弯曲是试样在弯曲应力作用下的形变行为。
弯曲负载所产生的盈利是压缩应力和拉伸应力的组合，其作用情况见图1所示。
表征弯曲形变行为的指标有弯曲应力、弯曲强度、弯曲模量及挠度等。
弯曲强度f σ，也称挠曲强度（单位MPa ），是试样在弯曲负荷下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力。
挠度s 是指试样弯曲过程中，试样跨距中心的顶面或底面偏离原始位置的距离（㎜）。
弯曲应变f ε是试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比值或百分数表示。
挠度和应变的关系为：h L s f 62ε=（L 为试样跨度，h 为试样厚度）。
当试样弯曲形变产生断裂时，材料的极限弯曲强度就是弯曲强度，但是，有些聚合物在发生很大的形变时也不发生破坏或断裂，这样就不能测定其极限弯曲强度，这时，通常是以试样外层纤维的最大应变达到5%时的应力作为弯曲屈服强度。
与拉伸试验相比，弯曲试验有以下优点。
假如有一种用做梁的材料可能在弯曲时破坏，那么对于设计或确定技术特性来说，弯曲试验要比拉伸试验更适用。
制备没有残余应变的弯曲试样是比较容易的，但在拉伸试样中试样的校直就比较困难。
弯曲试验的另一优点是在小应变下，实际的形变测量大的足以精确进行。
弯曲性能测试有以下主要影响因素。
① 试样尺寸和加工。
试样的厚度和宽度都与弯曲强度和挠度有关。
② 加载压头半径和支座表面半径。
如果加载压头半径很小，对试样容易引起较大的剪切力而影响弯曲强度。
支座表面半径会影响试样跨度的准确性。
③ 应变速率。
弯曲强度与应变速率有关，应变速率较低时，其弯曲强度也偏低。
④ 试验跨度。
当跨厚比增大时，各种材料均显示剪切力的降低，可见用增大跨厚比可减少剪切应力，使三点弯曲更接近纯弯曲。
⑤ 温度。
就同一种材料来说，屈服强度受温度的影响比脆性强度大。
塑料弯曲强度 弯曲模量测试方法
塑料弯曲强度弯曲模量测试方法
塑料的弯曲强度和弯曲模量是衡量塑料材料弯曲性能的重要指标。
塑料的弯曲强度是指材料在受力作用下发生弯曲变形时所能承受的最大弯曲应力，而弯曲模量则是指材料在受力作用下的弯曲变形时所表现出的刚度和变形能力。
下面我将分别介绍塑料弯曲强度和弯曲模量的测试方法。
首先是塑料的弯曲强度测试方法。
一种常用的测试方法是三点弯曲试验。
在这种试验中，将塑料试样放置在两个支撑点之间，然后施加一个向下的力，使试样发生弯曲变形。
通过测量试样在弯曲过程中的应力和应变，可以计算出塑料的弯曲强度。
另一种测试方法是悬臂梁试验，原理类似于三点弯曲试验，但是在这种试验中，试样只有一个支撑点。
这些测试方法可以通过标准化的设备和程序来进行，以确保测试结果的准确性和可比性。
其次是塑料的弯曲模量测试方法。
常用的测试方法是在弯曲试验中测量应力和应变，然后根据胡克定律计算出弯曲模量。
另一种测试方法是采用动态力学分析仪进行振动试验，通过测量试样在受力作用下的振动频率和振幅，可以计算出弯曲模量。
这些测试方法也可以通过标准化的设备和程序来进行，以确保测试结果的准确性
和可比性。
总的来说，塑料的弯曲强度和弯曲模量测试方法多种多样，选择合适的测试方法需要考虑到材料的特性、试样的形状和尺寸、以及测试的准确性和可比性要求。
通过科学严谨的测试方法，可以准确测量塑料的弯曲性能，为工程设计和材料选择提供可靠的数据支持。
塑料弯曲性能
试验速度对弯曲强度，MPa的影响如下：
POM 试验速度mm/min 1.5 69.82 65.81 107.1 51.53 ABS PS PP
1.7
2
71.59
71.76
66.62
67.44
109.3
109.2
52.17
52.4
2.3
2.7
72.64
76.39
67.77
67.87
110.6
113.3
• 弯曲应力
f 3 FL / 2 bh
• • • • F—施加的力，N L--- 跨度，mm b ---试验宽度，mm h ---试验厚度，mm
2
影响实验结果的因素
(1)试样跨厚比 (2)应变速率（加载速度） (3)加载压头半径和支座表面半径 :支座表面半径大小， 要保证与试样接触为一条线， (4)温度和湿度 (5)材料性质 (6)操作的影响
测试原理
• 把试样支撑成横梁，使其在跨度中心以恒 定速度弯曲，直到试样断裂或变形达到预 定值，测量该过程对试样施加的压力。
• • • • •
试样尺寸 长度l=80±2 宽度b=10.0±0.2 厚度h=4.0±0.2 对于任一试样，其中部1 /3的长度内各处厚 度与厚度平均值的偏差不应大于2%，相应 的宽度偏差不应大于3%。试样截面应是矩 形且无倒角
294
305
313
336
弯曲强度是在规定实验条件下对标准试样施加静弯曲力弯曲强度是在规定实验条件下对标准试样施加静弯曲力矩矩?挠度弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度
塑料的弯曲性能
塑料的刚性是指塑料抵抗变形的能力。一般指的拉伸强 度、弯曲强度，由聚合物的结构决定 。 弯曲强度是在规定实验条件下对标准试样施加静弯曲力 矩
弯曲试验力学试验弯曲强度检测
弯曲试验力学试验弯曲强度检测弯曲试验测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验，是材料机械性能试验的基本方法之一。
弯曲试验主要用于测定脆性和低塑性材料(如铸铁、高碳钢、工具钢等)的抗弯强度并能反映塑性指标的挠度。
弯曲试验还可用来检查材料的表面质量。
弯曲试验在万能材料机上进行，有三点弯曲和四点弯曲两种加载荷方式（见图）。
试样的截面有圆形和矩形，试验时的跨距一般为直径的10倍。
对于脆性材料弯曲试验一般只产生少量的塑性变形即可破坏，而对于塑性材料则不能测出弯曲断裂强度，但可检验其延展性和均匀性展性和均匀性。
塑性材料的弯曲试验称为冷弯试验。
试验时将试样加载，使其弯曲到一定程度，观察试样表面有无裂缝。
检测目的：承受弯曲载荷时的力学特性的试验检测范围：金属，非金属等各种材料弯曲试验方法金属弯曲试验是将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，将材料试样围绕具有一定直径的弯心弯曲至规定的角度或不带弯心弯到两面接触(即弯曲180o，弯心直径d=0)后，卸除试验力，检查试样承受变形的能力。
试验一般在室温下进行，所以也常称为冷弯试验。
弯曲试验标准ASTM E290-14 金属材料延性弯曲试验的标准试验方法。
GB/T 232-2010 金属材料弯曲试验方法。
ISO 7438-2005 金属材料弯曲试验。
JIS Z 2248-2006 金属材料弯曲试验方法。
EN ISO 7438-2005 金属材料.弯曲试验。
金属弯曲试验特点应力状态与静拉伸时的应力状态基本相同。
弯曲试验不受试样偏斜的影响。
弯曲试验不能使塑性很好的材料破坏，不能测定其断裂弯曲强度。
试样上表面应力最大，可以较灵敏地反映材料表面缺陷情况。
进行弯曲试验时，将圆形或矩形及方形试样放置在一定跨距L的支座上，进行三点弯曲或四点弯曲试验，对于圆形、矩形横截面试样，一般每个试验点需试验3个试样；对于薄板试样，每个试验点至少试验6个试样，试验时，拱面向上和向下各试验3个试样。
实验讲义 材料的静弯曲强度实验
实验四材料的静弯曲强度实验一、实验目的1．测定脆性和非脆性材料的静弯曲强度；2．掌握静弯曲强度的实验方法。
3．正确操作电子式万能材料试验机。
二、实验原理弯曲性能测试主要用来检验材料在经受弯曲负荷作用时的性能，生产中常用弯曲实验来评定材料的弯曲强度和塑性变形的大小，尤其是对于托架这样的产品，制品经常受到弯曲的作用力，弯曲强度称为质量控制和应用设计的重要参考指标。
弯曲强度测定常常采用简支梁法，将试样放在两支点上，在两支点间的试样上施加集中载荷，如图所示。
使脆性材料变形直至破裂时的强度即为弯曲强度，对于非脆性材料来讲，当载荷达到某一值时其变形继续增加而载荷不增加时的强度即为破坏载荷。
根据下式计算弯曲强度：σ=1.5PL/bh2式中： p——最大载荷，N；L——试验时试样的跨度，mm；b——试样宽度，mm；h——试样厚度，mm。
三、实验设备及试样1．设备电子式万能材料试验机。
2．试样脆性材料聚氯乙烯非脆性材料聚丙烯试样长（120±1）mm，宽（15±0.2）mm，厚（10±0.2）mm。
3．实验温度和湿度热固性材料为（25±2）℃，热塑性材料为（25±5）℃，相对湿度为（65±5）%。
四、实验步骤1．使用游标卡尺测量试样中间部位的宽度和厚度，测量三点，取其平均值，精确到0.02mm。
2．电子式万能材料试验机使用前预热30分钟。
3．调整电子式万能材料试验机，设定相应的实验参数，最大静态弯曲载荷选择10KN的档位；下压速度选择（l-3）/h（mm/min）；跨度L选择10h±0.5(mm)。
4.调节好跨度，将试样放于支架上，上压头与试样宽度的接触线须垂直于试样长度方向，试样两端紧靠支架两头。
5.启动下降按钮，试验机按设定的参数开始工作。
当压头接触到试样后，计算机开始自动记录试样所受的载荷及其产生的位移数据。
至试样到达屈服点或断裂时为止，立即停机。
弯曲强度测试标准-概述说明以及解释
弯曲强度测试标准-概述说明以及解释1.引言概述部分是引言的一部分，用于介绍文章的主题和背景。
在这里，我们可以提供与弯曲强度测试标准相关的一般信息和背景，同时表明本文的重要性和目的。
以下是概述部分的内容示例：1.1 概述弯曲强度是评估材料的力学性能之一，它描述了材料在受到弯曲力作用时的抗弯能力。
弯曲强度测试是确定材料在弯曲载荷下的破坏点的一种常见方法，广泛应用于工程领域。
随着工程应用的不断发展和材料科学的进步，对弯曲强度测试的要求也越来越高。
在工程设计中，弯曲强度的准确评估对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。
因此，制定一套规范的弯曲强度测试标准对于确保材料评估的一致性和可比性具有重要意义。
本文将重点讨论弯曲强度测试标准的相关内容。
我们将概述弯曲强度测试的基本原理，并介绍一些常见的测试方法。
此外，我们还将总结弯曲强度测试的关键点，并提出对弯曲强度测试标准的一些建议。
最后，我们将展望未来弯曲强度测试研究的方向，以期为相关领域的进一步发展提供参考。
通过详细介绍弯曲强度测试标准的重要性和目的，本文旨在促进弯曲强度测试领域的进步和规范化。
通过建立统一的测试标准，我们能够在材料评估和工程设计中提供准确可靠的弯曲强度数据，从而提高工程结构的性能和可持续性。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述:第一部分为引言部分，概述了弯曲强度测试标准的背景和重要性，以及本文的目的。
第二部分为正文部分，主要包括弯曲强度测试的重要性、基本原理和常见方法的介绍。
2.1小节将详细解释弯曲强度测试的重要性，包括对于材料的性能评估、产品设计和工程应用的必要性。
2.2小节将阐述弯曲强度测试的基本原理，包括力学原理和测试方法。
2.3小节将介绍弯曲强度测试中常用的方法，例如三点弯曲测试和四点弯曲测试等，包括测试步骤、注意事项和数据分析方法。
第三部分为结论部分，总结了弯曲强度测试的关键点，提出了对弯曲强度测试标准的建议，并展望了未来弯曲强度测试研究的发展方向。
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塑料弯曲强度实验
塑料弯曲实验常用作热固性脆性材料的力学性能评价。
可以将其看做是冲击韧性的放大。
本质上是拉伸和弯曲的复合，最终直接关系到材料的剪切强度。
【实验目的】
1.掌握塑料弯曲强度测量的基本原理
2.掌握简支梁弯曲性能的测量方法；
3.了解弯曲强度实验方法适用的材料范围。
【实验原理】
把试样支撑成横梁，使其在跨度中心以恒定速度弯曲，直到试样断裂或者变形达到预定值，测量该过程中对试样施加的压力。
4. 基本定义。
1.试验速度——speed of testing,支座与压头之间相对运动的速率,单位
mm/min 。
2.弯曲应力flexural stress Jf 试样跨度中心外表面的正应力, 按9.1 的(3)
式计算, 单位MPa 。
3.断裂弯曲应力flexural stress at break, σ fB试样断裂时的弯曲应力( 见图1
的曲线 a 和b), 单位MPa 。
4.弯曲强度flexural stretn gth, σ阳试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力( 见
国 1 的曲线 a 和b), 单位MPa 。
5.在规定挠度时的弯曲应力flexural stress at conventional deflection Jfc 达到
3.7 规定的挠度sc 时的弯曲应力( 见图1 的曲线C), 单位MPa 。
6.挠度deflection d 在弯曲过程中, 试样跨度中心的顶面或底面偏离原始
位置的距离, 单位mm 。
7.规定挠度conventionai deflection ,Sc规定挠度为试样厚度h 的1.5 倍, 单
位mm 。
当跨度L=16h 时, 规定挠度相当于弯曲应变为 3.5% ( 见 3.8) 。
8.弯曲应变flexural strain, ε f试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化, 用
无量纲的比或百分数(%) 表示。
按9.2 的式(4) 计算。
9.断裂弯曲应变flexural strain at break , 如试祥断裂时的弯曲应变( 见图1
的曲线 a 和b) 。
用元量纲的比或百分数(%) 表示。
10.弯曲强度下的弯曲应变flexural strain at flexural strength dfM最大弯曲应力时
的弯曲应变( 见图 1 的曲线 a 和b) 。
用无量纲的比或百分数(%) 表示。
11.弯曲弹性模量或弯曲模量modulus of elasticity in flexure ;flexure modulus ,Ef
应力差σ f2-m 与对应的应变差[( ε f2=0.0025) 一ε f1=0.0005)] 之比[见
9.2 的式(5 ) , 单位MPa 。
5.实验装置
两个支座和中心压头的位置情况如图 2 所示, 支座和压头之间的平行度应在土0.02mm 以内。
压头半径Rl 和支座半径凡的尺寸如下z
Rl=5.0mm ± 0.1mm；R2=2.0mm ± 0.2mm，试样厚度运3mm，Rz=5.0mm ±0.2mm, 试样厚度>3mm跨度L 应可调节。
注——弯曲模量仅是杨氏弹性模量的近似值。
注——能借助计算机用两个不同的应力/ 应变点测定模量品, 即把这两点间的曲线经线性回归处理后来表示。
6..试样
6.1 形状和尺寸
6.1.1试样尺寸应符合相关的测试标准，若适用，则应符合6.1.1的要求，否则，必须与有关方面协商试样的类型。
推荐尺寸(单位为mm)
长度l=80±2
宽度b=10.0±0.2
厚度h=4.0±0.2
其他试样：当不可能或不能采用推荐试样时，需符合下面的要求。
试样长度和厚度之比应与推荐试样相同，如式(1)要求
l/h=20±1 (1)
试样宽度应采用表2给出的规定值
6.3.2 片材
试样应根据IS02818 的规定从片材上机加工制取。
6.3.3 长纤维增强塑料
应根据IS01268 或其他规定或约定的方法加工成板材, 然后按IS01268
的规定或机加工制取试样。
6.4 检查
试样不可扭曲, 表面应相互垂直或平行, 表面和棱角上应无刮痕、麻点、凹陷和飞边。
对照直尺、矩尺和平板, 目视检查试样是否符合上述要求, 并用游标卡尺测量。
试验前, 应剔除测量或观察到的有一项或多项不符合上述要求的试样, 或将其加工到合适的尺寸和
形状。
6.5 试样数量-
6.5.1 在每一试验方向上至少应测试五个试样( 见图3) 。
如果要求平均值有更高的精密度, 测量的试样数量可能会超过五个, 具体的试样数量可用置信区间进行估算(95% 概率, 见GB/T3360) 。
6.5.2 试样在跨度中部1/3 外断裂的试验结果应予作废, 并应重新取样进行试验。
7.状态调节
试样应按其材料标准的规定进行状态调节, 若元相关标准时, 应从GB/T2918-1998 中选择最合适的条件进行状态调节。
另有商定的, 如高温或低温试验除外。
8．试验步骤
1.试验应在受试材料标准规定的环境中进行, 若无类似标准时, 应从
GB/T2918-1998 中选择最合适的环境进行试验。
另有商定的, 如高温或低温试验除外。
测量试样中部的宽度b, 精确到0.1mm; 厚度h , 精确到0.01mm, 计算一组试样厚度的平均值h。
剔除厚度超过平均厚度允差士0.5% 的试样, 并用随机选取的试样来代替。
调节跨度L, 使符合式(2):L=(16 土1)h (2)
并测量调节好的跨度, 精确到0.5% 。
除下列情况外, 都应用式(2) 计算跨度：
a) 对于较厚且单向纤维增强的试样, 为避免剪切时分层, 在计算两支撑点间距离时, 可用较大的L/h比。
b) 对于较薄的试样, 为适应试验设备的能力, 在计算跨度时用较小的L/h 比。
c) 对于软性的热塑性塑料, 为防止支座嵌入试样, 可用较大的L/h比。
3 按受试材料标准规定设置试验速度, 若无类似标准, 应从表1 中选一速度值, 使应变速率尽可能接近1%/min, 这一试验速度使每分钟产生的挠度近似为试样厚度值的0.
4 倍, 例如, 符合 6.1.1 推荐试样的试验速度为2mm/min
4 把试样对称地放在两个支座上, 并于跨度中心施加力（见图2）。
5 记录试验过程中施加的力和相应的挠度, 若可能, 应用自动记录装置来执行这一操作过程, 以便得到完整的应力/ 应变曲线图（见式3）
根据力/ 挠度或应力/ 挠度曲线或等效的数据来确定关应力、挠度和应变值。
9. 数据处理
1. 弯曲强度计算
（弯曲强度公式）
式中F 一一施加的力,N;
L 一一跨度，mm
b 一一试样宽度,mm
h 一一试样厚度,mm 。
2. 弯曲模量
对于弯曲模量的测量, 先根据给定的弯曲应变εf1=0.0005 和ε fz=0.0025, 按式(4) 计算相应的挠
（弯曲模量公式）
式中s i, 一一单个挠度,mm
ε f i一一相应的弯曲应变, 即上述的ε f1 和ε f2 值;
L 一-一跨度,mm
h 一一试样厚度,mm 。
再根据式(5) 计算弯曲模量E f, 用MPa 表示:
Ef=( σ f2 一σ f1)/( ε f2 一ε fl) (5)
式中: σ fl 一一挠度为s1时的弯曲应力,MPap
σ f2——挠度为s2时的弯曲应力,MPa 。
注8：若借助计算机来计算。
所有计算弯曲性能的公式仅在线性应力/ 应变行为才是精确的，因此对大多数塑料仅在小挠度时才是精确的。
10.统计参数
计算试验结果的算术平均值,若需要,可按GB/T3360 来计算平均值的标准偏差和95% 的置信区间。
9.4 有效数字应力和模量计算到 3 位有效数字,挠度计算到2 位有效数字。
【思考题】
1.为什么韧性较好的高分子材料一般不做弯曲性能实验？
2.试比较与弯曲模量和拉伸模量有关的参数？。