当塑料包装容器测试技术二
塑料包装容器测试技术(二)
二、 压缩试验
1.基本原理
压缩强度是在试样上施加压缩载荷至破裂(脆性材料)或产生屈服现象(非脆性材料)时,单位横裁面积上所能承受的载荷。
σ c=×10 4(Pa)
式中:P—破坏载荷(N);
A—试样横截面积(cm2);
σc—压缩应力(Pa)。
屈服现象是在某一个短时间内变形增加而载荷不再增加现象,一般是对韧性材料而言。计算屈服强度时,P应取试验机刻度盘表针第一次停顿时的载荷,按上式计算屈服强度。
压缩弹性模量是指在比例极限范围内,应力和应变之比。
E=(Pa)(3)
式中:σci—压缩应力,应变图上任意点的应力值(Pa);
εci—压缩应变,亏损面超过1半应变图上任意点的应变值。
2影响压缩强度的因素
影响压缩强度的主要因素是试样的形状和尺寸及试验速度。
①试样形状和尺寸
选择试样原原则,一般是使成型和机械加工方便,试样大小能基本反映材料的特点,又能使试样不因失稳而破坏。
试样形状:板材都采用长方体;模制样品均采用圆柱体。
试样高度:图12和13是几种塑料材料压缩强度与试样高度的关系图。
由图中可以看出,试样高度在175~30mm之间,对压缩强度影响不大。容易造成交通事故在17.5mm以下,则有显著的影响,随试样高度增加压缩强度下降。分析其原因,主要是试样上下两端面与压板间的摩擦力在起作用。它阻止了试样横向扩张和产生纵向裂缝,故压缩强度定值偏高。当试样增高时,这种约束作用对试样中部的横向变形影响变小,故压缩强度变低。
②摩擦力
试样上下两端面与压板间的摩擦对压缩强度的影响,还可以通过加润滑剂的试验来进一步得到说明。
由表3可看出,由于加润滑剂使试样上下两端面与压板间的摩擦力减小,所以测得的压缩强度比不加润滑剂的偏低。试验中还观察到两者破坏现象也有所不同。涂润滑剂的试样是接近于破坏载荷时出现裂缝,而未涂润滑剂的试样在没有接近破坏载荷时就出现裂缝,且破坏时有粉末飞出。但由于涂润滑剂在做试验中极不方便,可采用提高试样高度的办法达到同样的目的。从表4可看出,提高试样高度与涂润滑剂的效果基本上是一致的,都起到了减小摩擦力影响的作用。不过试样过高将会引起失稳。
从试验中看到有机玻璃板的试样高度为25mm时,载荷接近于屈服时试样便发生歪扭,面20mm高的试样,加载至屈服后才发生歪扭。因此国标规定试样高度为20mm。
③平行度
试样上下两端面必须平行并与各侧面垂直。实践证明,试样上下两端面平行度和侧面垂直度对试验结果都有影响。从表5可以看出,试样上下两端面不平行,其结果使压缩强度偏低在2.4~7.8%左右。压缩强度降低的原因是试样各处受力不均,造成局部应力过大。因此,规定试样上下两端面互相平行并且与试样各侧面垂直,各处高度相差不应大于0.1mm。
④试验速度与压缩强度的关系
压缩试验时,加载速度的确定很重要。在选择加载速度时,必须考虑在一个速度范围内对测试结果影响不大,并且误差小,尽量使加载均匀。压缩强度随试验速度的万能机都具有甚么样的类型产品呢?今天济南新时期试金仪器有限公司带大家来看1种改变型的万能机增加而增加,尤其对热塑性材料更为明显,对热固性材料则影响较小。以有机玻璃为例,试验速度为15mm/min时的压缩的强度值比试验速度为5mm/min的压缩强度高11%左右,所以选择试验速度不宜过宽。
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