高分子材料力学性能
高分子物理高分子的力学性能

高分子物理高分子的力学性能引言高分子是由大量重复单元组成的长链聚合物,具有广泛的应用领域。
高分子材料的力学性能是评估其性能和应用范围的重要指标之一。
本文将重点介绍高分子物理高分子的力学性能,包括拉伸性能、弯曲性能和压缩性能。
拉伸性能拉伸性能是衡量高分子材料抵抗拉伸变形的能力。
引伸模量是评估高分子材料刚度的指标,反映了材料在受力下沿着拉伸方向的抗弯刚度。
拉伸模量越大,材料刚度越高,说明材料越难被拉伸变形。
另一个重要的指标是断裂伸长率,即材料在断裂前所能延伸的长度与原始长度之比。
断裂伸长率越大,材料的延展性越好,能够在受力下更好地承受高应变。
弯曲性能弯曲性能是评估高分子材料在受力下的弯曲变形能力。
弯曲模量是衡量材料刚度和弯曲抗弯能力的指标,它反映了材料在弯曲过程中所需的力和弯曲程度之间的关系。
弯曲模量越大,材料的刚度越好,弯曲变形能力越低。
另一个重要的指标是弯曲强度,即材料在抵抗内部应力下断裂弯曲的能力。
弯曲强度越高,材料越能够承受弯曲应力而不断裂。
压缩性能压缩性能是评估高分子材料在受力下的抗压能力。
压缩模量是衡量材料在受压过程中抗弯刚度的指标,它反映了材料在压缩过程中所需的力和压缩程度之间的关系。
压缩模量越大,材料的刚度越高,抗压变形能力越低。
另一个重要的指标是压缩强度,即材料在抵抗内部应力下断裂压缩的能力。
压缩强度越高,材料越能够承受压缩应力而不断裂。
影响高分子材料力学性能的因素高分子材料的力学性能受多种因素影响。
其中,聚合度是一个重要的因素,即聚合物链的长度。
聚合度越高,链段之间的力学相互作用越多,因此材料的力学性能越好。
另一个重要因素是材料的结晶度。
高结晶度的材料通常具有更好的力学性能,因为结晶区域可以提供更多的强度和刚度。
此外,材料的处理方式和加工工艺也会对力学性能产生影响。
高分子物理高分子的力学性能是评估其应用潜力和性能表现的关键指标。
拉伸性能、弯曲性能和压缩性能是评估高分子材料力学性能的重要指标。
高分子材料性能测试力学性能

3.1.2 高分子经典应力-应变曲线 I
3.1 拉伸性能
(c)旳特点是硬而强。拉伸强度和弹性模量大,且有合适旳伸长率,如硬聚氯乙烯等。(d)旳特点是软而韧。断裂伸长率大,拉伸强度也较高,但弹性模量低,如天然橡胶、顺丁橡胶等。
3.1 拉伸性能
3.1.2 高分子经典应力-应变曲线 III
(e)旳特点是硬而韧。弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大,如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等
塑性(Plasticity):外力作用下,材料发生不可逆旳永久性变形而不破坏旳能力。
Mechanical properties of materials
应 力
应 变
Mechanical properties of materials
3.1 拉伸性能
3.1.1 应力-应变曲线
Байду номын сангаас
高分子应力-应变过程
3.1 拉伸性能
电子万能试验机
3.1 拉伸性能
3.1 拉伸性能
3.1.5 拉伸性能测试原理 拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷,使其破坏,经过测量试样旳屈服力、破坏力和试样标距间旳伸长来求得试样旳屈服强度拉伸强度和伸长率。
3.1 拉伸性能
3.1.6 测量方法即实验环节 ①试样旳状态调节和试验环境按国家原则规定。②在试样中间平行部分做标线,示明标距。③测量试样中间平行部分旳厚度和宽度,精确到0.01mm,II型试样中间平行部分旳宽度,精确到0.05mm,测3点,取算术平均值。④夹具夹持试样时,要使试样纵轴与上下夹具中心连线重合,且松紧适宜。⑤选定试验速度,进行试验。⑥记录屈服时负荷,或断裂负荷及标距间伸长。试样断裂在中间平行部分之外时,此试样作废,另取试样补做。
高分子的力学性能

力等)作用下,材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。
7.3 3 聚合物的粘弹性 聚合物的力学松弛
蠕变过程包括 三种形变
普弹形变ε1 运动单元:键长、键角 形变特点:形变量小,与时间无关,形变 可完全回复 高弹形变ε2
2 +3
1 2 3
1
运动单元:链段 形变特点:形变量大,与时间有关,可逐 渐回复 t 粘性流动ε3 运动单元:分子链 形变特点:不可逆形变
于应力,摩擦阻力越大,链段运动越困难,应变也就越跟不上 应力的变化,δ也就越大。
7.3 3 聚合物的粘弹性 聚合物的力学松弛
4.力学损耗(内耗、阻尼) 粘弹性材料的应变变化跟不上应力的变化,在循环 变化过程中有能量的消耗,这种消耗称为力学损耗或滞 后损耗。 高分子材料内耗的产生在于外力在改变分子链构象 的同时还要克服内摩擦力。
7.3 3 聚合物的粘弹性 聚合物的力学松弛
3.滞后现象 粘弹性材料的力学响应在弹性材料和粘性材料之间,应变的 变化落后于应力的变化一个相位角δ。
(t ) 0 sin(t )
滞后现象:应变的变化落后于应力变化的现象. 聚合物滞后现象也是松弛过程,它的发生是由于链段运动
要受到内摩擦力作用,运动跟不上外力的变化,所以形变落后
下,在标准试样上沿轴向施加拉伸载荷,直到试样被
拉断为止。
1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
试样断裂前所受的最大
负荷P与试样横截面积之比
为抗张强度t: t = P / b • d
1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
(2) 弯曲强度(挠曲强度) 弯曲强度是在规定试验条件下,对标准试样施力。 静弯曲力矩直到试样折断为止 。 设试验过程中最大的负荷 为P,则抗弯强度f为: f = 1.5Pl0 / bd2
高分子材料的力学性能

高分子材料的力学性能
01 高聚物的抗拉强度
02 长期强度
高分子材料的力学性能
抗拉强度:
在规定的温度、湿度和加载速度下,在试样上沿轴 向施加拉力直到试样被拉断为止,断裂前试样所承受的 最大载荷与试样截面之比称为抗拉强度。
宽度b
厚度d
P
t
p bd
p A0
抗拉强度越大,说明材料越不易断裂、越结实
高分子材料的力学性能
高分子材料的力学性能
玻璃纤维是将玻璃材料通过拉丝形成的纤维状的玻璃, 没有固定的熔点。是一种综合性能优异的无机非金属材料, 通常作为复合材料增强基材、电绝缘材料、耐热绝热材料、 光导材料、耐蚀材料和过滤材料等,广泛应用于国民经济各 个领域。
玻璃纤维
高分子材料的力学性能
玻璃纤维对高聚物的增强:
短玻璃纤维可以提高热塑性塑料的强度,还可以用玻璃纤维与其 他织物复合而制成玻璃钢。
玻璃钢的性能优越,其强度高于钢,是以玻璃纤维制成玻璃布,
以不同的角度排列,以环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂的顺序形成涂 层,经加热、层压、固化而成。
材料
拉伸强度/MPa
未增强
23
聚乙烯
右表为一些热塑性
增强
76
塑料用玻璃纤维增
未增强
58
聚苯乙烯
强后其拉伸强度的
增强
96
变化
未增强
62
聚碳酸酯
增强
140
未增强
在高分子材料中长期强度指一定时间后,高分子材料 不发生断裂时的强度值。
长期
t
谢谢!
高分子材料的力学性能
2、应力和缺陷:
缺陷的存在将使材料受力时内部压力分布不平均, 缺陷附近范围内的应力急剧地增加,远远超过压力平均 值,这种现象称为应力集中,缺陷就是应力集中物,包 括裂缝、空隙、缺口、银纹和杂质等,缺陷成为材料的 薄弱环节,材料的破坏就从这些缺陷处开始而扩展到 整个体系,严重降低材料的强度。
高分子材料的结构与力学性能研究

高分子材料的结构与力学性能研究高分子材料是一类重要的工程材料,具有广泛的应用领域。
它们的性能很大程度上取决于其结构与力学性能之间的关系。
因此,对高分子材料的结构与力学性能进行深入研究是十分必要的。
一、高分子材料的结构高分子材料的结构是指其中分子的组成和排列方式。
其主要由聚合物链的排列方式、分子量分布以及分子内外力结构等因素决定。
首先,聚合物链的排列方式对高分子材料的性能有显著影响。
一种常见的排列方式是线性结构,即聚合物链呈直线排列。
这种结构能够使高分子材料更加柔软、可拉伸,并具有较高的延展性。
相反,如果聚合物链呈无规则状或高度交织状排列,则高分子材料的强度和硬度会明显提升。
其次,分子量分布也是高分子结构的重要方面。
分子量分布越广,高分子材料的性能越稳定。
这是因为分子量越大,高分子材料的强度和硬度越高。
然而,如果分子量分布过窄,容易导致性能不均匀,从而影响材料的应用。
最后,分子内外力结构对高分子材料的结构和性能同样起着关键作用。
分子内的键长、键角和二面角等结构参数决定了高分子材料的刚性和柔软性。
而分子之间的力结构包括范德华力、静电力和氢键等,可以影响材料的粘合性和熔融性。
二、高分子材料的力学性能高分子材料的力学性能包括强度、硬度、韧性以及流变性等方面。
这些性能与材料的结构密切相关。
首先,强度是衡量材料抵抗外力破坏能力的重要指标。
高分子材料的强度主要取决于其内部的结构以及分子内外的各种力作用。
一般来说,高分子材料强度较低,但具有较好的拉伸性能和延展性。
其次,硬度是衡量材料抵抗表面刮擦、磨损和压缩的能力。
高分子材料的硬度主要由分子链的排列方式和分子量分布来决定。
线性排列和较窄的分子量分布会导致高分子材料较好的硬度。
韧性是衡量材料断裂前出现塑性变形的能力。
高分子材料的韧性与其延展性有关,而延展性又与聚合物链的排列方式和分子结构有关。
流变性是指高分子材料在外力作用下的变形行为。
它与材料的粘弹性和塑性变形有关。
高分子材料的力学性能测试及其应用研究

高分子材料的力学性能测试及其应用研究高分子材料是一类重要的工程材料,主要用于纺织、建筑、电子、医药等领域。
高分子材料具有轻量、高强、高韧性、耐磨损、耐腐蚀等特点,因此广泛应用于各种领域。
在使用高分子材料的过程中,需要了解其力学性能,以便更好地设计、制造和使用。
本文将介绍高分子材料的力学性能测试方法和应用研究。
一、高分子材料的力学性能高分子材料的力学性能包括弹性性能、塑性性能和破坏性能。
其中弹性性能是指材料在受力后恢复原状的能力,主要包括弹性模量和泊松比。
塑性性能是指材料在受力后能够发生变形的能力,主要包括屈服强度和延伸率。
破坏性能是指材料在受到足够大的载荷后会发生破坏的能力,主要包括断裂韧性和破坏模式。
二、高分子材料的力学性能测试方法1、拉伸试验拉伸试验是最常用的高分子材料力学性能测试方法之一。
通过将试样拉伸至断裂点,测量其载荷与变形量的关系,可以得到材料的应力-应变曲线。
从应力-应变曲线中,可以计算出材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度和断裂伸长率等重要参数。
拉伸试验可以使用单轴拉伸机、万能试验机等设备进行。
2、压缩试验压缩试验是评估材料抗压能力的一种方法。
该试验通常以轴向载荷进行,压缩试验结果可以用于确定材料的体积模量或多轴应力状态下的应变量。
根据材料应变分布的不同,可以得到不同的应力-应变曲线,从而得到压缩弹性模量和屈服应力等参数。
3、剪切试验剪切试验可以评估材料的剪切性能,通常使用剪切试验机进行。
在剪切试验中,试样被植入两个夹具中,夹具沿着对称面施加力,使试样发生沿切平面的剪切变形。
通过测量必要的载荷和位移,可以获得材料剪切应力和剪切应变,并从中得出剪切模量和剪切强度等重要参数。
4、冲击试验冲击试验是评估材料耐冲击能力的一种方法。
通常在低温下进行,使用冲击试验机施加冲击载荷,在断裂前测量材料的冲击强度和断裂韧性等参数。
这种试验可以评估大多数高分子材料的耐冲击性和脆性,在材料开发和制造中具有重要的应用价值。
高分子材料的力学性能模拟及分析

高分子材料的力学性能模拟及分析高分子材料是一种重要的材料类型,具有许多引人注目的优良性能。
它们具有很高的可塑性和韧性,可以成型为各种复杂形状,且可以在不同温度和湿度下使用。
在这篇文章中,我们将讨论高分子材料的力学性能模拟及其分析方法。
高分子材料的力学性能高分子材料的力学性能是指材料在受力时的反应,包括材料的弹性、塑性、断裂等性质。
这些性能对于材料的使用非常关键,因为它们决定了材料的强度、韧性和耐久性等方面。
在高分子材料中,弹性模量是衡量材料弹性性能的一项关键指标。
弹性模量可以定义为材料在受力时的弹性变形与应力的比值。
高分子材料的弹性模量通常比金属和陶瓷等传统材料低,这是由于高分子材料的链状分子结构和较弱的相互作用力导致的。
除了弹性模量,高分子材料还表现出不同的塑性行为。
塑性行为主要由两个因素决定:分子在受力下的形变和传递形变的机制。
高分子材料通常表现出可塑性行为,这意味着他们可以在受到压力时变形而不会破裂。
分析高分子材料的力学性能分子动力学模拟是一种非常有效的方法,可以用来分析高分子材料的力学性能。
分子动力学模拟是一种计算机模拟技术,可以模拟分子之间相互作用的力学行为。
在分子动力学模拟中,分子被建模为一系列离散的质点,并通过牛顿运动定律来计算分子的位置和速度随时间的变化。
分子动力学模拟可以提供高分子材料的微观结构和力学性能的详细信息。
通过模拟,我们可以了解材料在受力时的分子间相互作用和变形,并且可以预测材料的力学性能,如弹性模量、塑性性质和断裂行为等。
另一种用于分析高分子材料的力学性能的技术是有限元方法。
有限元方法是一种数值分析技术,广泛应用于工程、物理学和其他学科。
有限元方法的基本思想是将大型问题分解为许多小型问题,然后使用计算机程序解决。
在有限元方法中,高分子材料被分解成数百万个小元素,然后通过数值方法来求解每个元素的力学行为。
这些小元素的行为可以被组合成整个材料的力学性能。
总结高分子材料是一种非常重要的材料类型,因为它们具有许多优良的性能。
高分子材料的力学特性分析

高分子材料的力学特性分析高分子材料是一种很特殊的材料,它具有很高的分子量和相对分子质量,分子之间连接着共价键或者氢键,因此它具有很特殊的力学特性。
高分子材料在很多领域得到广泛应用,比如医学、食品、化学工程、电子、建筑、纺织等。
本文将对高分子材料的力学特性进行分析,帮助读者更好地了解这种材料,并且更好地应用它。
1. 高分子材料的物理结构高分子材料是由分子体系组成的宏观体系。
在这个宏观体系中,高分子材料的物理结构非常重要。
高分子材料的物理结构由分子之间的键和链构成。
分子间的键可以分为两种:共价键和氢键。
共价键是通过原子之间的原子轨道重叠形成的键,它们通常是非极性的,但是有些共价键还包含极性成分。
氢键是通过氢原子与另外一个原子之间形成的键,它们通常是极性的。
高分子材料的物理结构还包括它的分子链结构。
分子链的结构决定了高分子材料的形态和性能。
分子链结构主要分为线性、支化、交联等几种类型。
线性结构的高分子材料是由一个单独的长链构成。
支化结构是由以一主链为中心,同时连接着若干支链的高分子材料。
交联结构是由大量的分子链相交织形成的高分子材料。
2. 高分子材料的力学性能高分子材料的力学性能主要包括弹性、塑性、黏弹性和粘性等方面。
弹性是指高分子材料在外部受力下产生的形变,一旦外力消失,高分子材料可以恢复原有形状和大小的能力。
塑性是指高分子材料在外部受力后发生的形变,外力撤离后无法恢复原有形状和大小的性质。
黏弹性是指高分子材料在外部受力下,受力速度不同时形变的特性不同。
在低速下,高分子材料是弹性体;在高速下,高分子材料表现出粘性特性。
粘性是指高分子材料在外部受到剪切力时会发生形变,形变速度逐渐增加,形状和大小逐渐稳定的性质。
3. 高分子材料的测试方法高分子材料的力学特性是通过测试来获取的。
有许多不同的测试方法可以用来测试高分子材料的力学特性。
其中最常用的测试方法有拉伸测试、弯曲测试和压缩测试。
拉伸测试用来测试高分子材料的弹性和塑性特性,可以通过测定高分子材料在拉伸状态下产生的应力和应变来测定高分子材料的弹性模量。
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高分子材料力学性能
姓名:程小林学号:5701109004 班级:高分子091 学院:材料学院
研究背景:在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料.它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 將是21世纪最活跃的材料支柱.高分子材料在我们身边随处可见。
在我们的认识中,高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
今天,我想就高分子材料为主线,简单研究一下高分子材料所具有的一些方面的力学性能。
从我们以前学过的化学知识中可以知道,高分子材料其实是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物.除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等.碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构.碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物.有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來.這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能.高分子中可以把某些有机物结构(又称为功能团)替换, 以改变高分子的特性.高分子具有巨大的分子量, 达到至少1万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人們將其称为高分子、大分子或高聚物.高分子材料包括三大
合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶
研究理论:高分子材料的使用性能包括物理、化学、力学等性能。
对于用于工程中作为构件和零件的结构高分子材料,人们最关心的是它的力学性能。
力学性能也称为机械性能。
任何材料受力后都要产生变形,变形到一定程度即发生断裂。
这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为,它是由材料内部的物质结构决定的,是材料固有的属性。
同时, 环境如温度、介质和加载速率对于高分子材料的力学行为有很大的影响。
因此高分子材料的力学行为是外加载荷与环境因素共同作用的结果。
聚合物材料力学性能是材料抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。
在力学性能方面,它的高弹性、粘弹性和其力学性能对时间与温度强烈的依赖关系,是这类材料与金属材料显著的差别。
高分子材料可以分为工程塑料、橡胶和合成纤维三大类,其中工程塑料可作为工程结构材料使用。
工程塑料是热塑性材料和热固性材料总称。
按力学性能可分为两类,一类是塑性很好,延伸率可达几十~几百%,一部分热塑性材料属于这种情况;一类是比较脆,其拉伸过程简单,拉伸曲线与铸铁类似,热固性材料都属于这种情况。
高分子材料拉伸试件一般为矩形截面的板状试件。
试件形状和尺寸的设计可参考金属材料。
聚合物材料的力学性能通过材料的强度、刚度、硬度、塑性、韧性等方面来反映。
定量描述这些性能的是力学性能指标。
力学性能指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率、冲击韧性、疲劳
极限、断裂韧性等。
这些力学性能指标是通过一系列试验测定的。
实验包括静载荷试验、循环载荷试验、冲击载荷试验以及裂纹扩展试验。
其中静载荷拉伸试验是测定大部分材料常用力学性能指标的通用办法。
下面主要介绍一下高分子材料的应力与应变、弹性变形与塑性变形。
高分子材料的应力与应变
高分子材料的应力一应变曲线除可由拉伸试验得到外,也可由弯曲和压缩试验得到,但得到的应力一应变曲线有所不同。
一般压缩试验能表现纯粹高分子的特性,而拉伸试验则更多地表现出材料中裂纹的特性。
因此,脆性材料的压缩强度比拉伸强度大。
同时,弯曲强度往往也比拉伸强度大。
高分子材料的应力一应变特性一般可分为5种类型: ①软而弱,此类材料模量低,强度低,而断裂伸长为中等水平。
②硬而脆,模量较高,强度大,但断裂伸长率低。
③硬而强,模量、强度高,断裂伸长率可达5%。
④软而韧,模量及屈服应力低,断裂伸长率大。
⑤硬而韧,模量、强度及断裂伸长均大,屈服应力大,拉伸过程中出现细颈和冷拉现象。
高分子材料的应力一应变特性对温度和时间具有很强的依赖性。
对某种高分子材料,当温度在足够宽的范围内改变时,它可以呈现上述5种类型的应力一应变特性。
当试验温度在玻璃化温度附近时,会出现屈服点。
试验速度越快,出现屈服点的温度就越高。
对坚硬的高分子材料,试验速度越快、模量、屈服强度或破坏强度增加,而断裂伸长一般要减少。
高分子材料的应力一应变特性与聚合物的分子量、交联、结晶、取向程度以及增塑剂含量也有密切关系。
拉伸试验:拉伸试验的条件是常温、静荷、轴向加载,即拉伸实验是在室温下以均匀缓慢的速度对被测试样施加轴向载荷的试验。
试验一般在材料试验机上进行。
拉伸试样应依据国家标准制作。
进行单拉试验时,外力必须通过试样轴线以确保材料处于单向拉应力状态。
试验机的夹具、万向联轴节和按标准加工的试样以及准确地对试样的夹持保证了试样测量部分各点受力相等且为单向受拉状态。
试样所受到的载荷通过载荷传感器检测出来,试样由于受外力作用产生的变形可以借助横梁位移反映出来,也可以通过在试样上安装引伸计准确的检测出来。
如果没有更多的测试要求,一般试验均利用横梁位移代表试样的伸长,在试验过程中自动记录被测试件的拉伸曲线。
拉伸曲线即P-ΔL曲线是观察材料的拉伸过程、描述材料的力学性能最好的办法。
曲线的纵坐标为载荷P,单位是N或KN,横坐标为试样伸长ΔL,单位是mm。
P-ΔL曲线形象地体现了材料变形过程以及各阶段受力和变形的关系, 但是P-ΔL曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸的影响。
因此,P-ΔL曲线常常转化为名义应力、名义应变曲线即σ-ε曲线(如图1所示),即
式中A 0和L 0分别代表试样初始条件下的面积和标距。
试样受到的载
荷除以试样原始面积就得到了名义应力,也叫工程应力,用σ表示,单位为Mpa 。
同样,试样在标距之间的伸长除以试样的原始标距得到名义应变用ε表示,也叫工程应变。
σ-ε曲线与P -ΔL 曲线形状相似,但消除了几何尺寸的影响,因此代表了材料属性。
高分子材料的弹性变形
高分子材料在单向拉伸中首先产生弹性变形,外力出去后,变形消失而恢复原状,
因此弹性变形有可逆性的特点。
弹性变形都是可逆变形。
材料产生弹性变形的本质是构成材料的原子或分子自平衡位置产生可逆位移的反映
表征材料弹性变形的力学性能指标主要有:
1) 弹性模量,是指单位应变所需应力的大小。
在工程中弹性模量是表征材料对弹性变形的抗力,即材料的刚度,其值越大,则在相同应力下产生弹性变形就越小。
但刚度和弹性是两个不同的概念。
刚度表征材料对弹性变形的抗力,弹性模量越高,刚度也越高,弹性变形越困难;弹性则是表征材料弹性变形的能力通常以弹性比功的高低来区分材料弹性的好坏。
2) 比例极限σp ,是保持应力与应变成正比关系的最大应力。
0
L L
A P ∆=ε=σ
3)弹性极限σe,实质材料发生可逆的弹性变形的上限应力值,应力超过比值,则材料发生塑性变形。
4)弹性比功,是材料开始塑性变形前单位体积所能吸收的弹性变形功,又称弹性比能或应变比能。
高分子材料的塑性变形
材料的塑性变形是微观结构的相邻部分产生永久性位移,而不引起材料断裂的现象。
与弹性变形不同,塑性变形是一种不可逆变形,外力去除后塑性变形不能回复而被残留下来。
随着外力增加其塑性变形量也增加,当达到断裂时,塑性变形量达到极限值。
它是表征材料塑性变形能力的一种性能指标。
一般来说,塑性变形主要是由切应力引起的。
高分子的塑性变形机理因其状态不同而不同。
结晶态高分子材料的塑性变形是由薄晶转变成沿外力方向排列的微纤维束的过程;非晶态高分子材料的塑性变形有两种方式,即在正应力下形成银纹或在切应力下无取向的分子链局部转变为排列的微纤维束,主要塑性变形机理是行为银纹。
在塑性变形过程中,主要的重要的力学性能指标有屈服极限、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。
研究意义:目前,世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入.一方面,对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,使它们的性能不断提高,应用范围不断扩大.例如,塑料一般作为绝缘材料被广泛使用,但是近年来,为满足电子工业需求,又研制出具有优良导电性能的导电塑料.导电塑料已用于制造电池等,并可望在
工业上获得更广泛的应用.另一方面,与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强,并且取得了一定的进展,如仿生高分子材料、高分子智能材料等.这类高分子材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药领域已显示出潜在的应用前景.总之,有机高分子材料的应用范围正在逐渐扩展,高分子材料必将对人们的生产和生活产生越来越大的影响.。