弯曲实验

弯曲实验

实验目的

熟悉高分子材料弯曲性能测试条件、测试原理及操作。 了解测试条件对测试结果的影响。

实验原理

本实验对试样施加静态三点式弯曲负荷，通过压力传感器、负荷及变形指示器，测定试样在弯曲变形过程中的特征量：

如弯曲过程中任何时刻跨度中心处截面上的最大外层纤维正应力（弯曲应力） 当挠度等于规定值时的弯曲应力（定挠度时弯曲应力）

在规定挠度前或之时破断瞬间所达到的弯曲应力（弯曲破坏应力）

在规定挠度前或之时，负荷最大值时的弯曲应力（弯曲强度、最大负荷时的弯曲应力）超过定挠度时，负荷达到最大值时的弯曲应力（表观弯曲强度） 实验原材料及仪器

实验原料 666D PS 燕山石化

试样 PS长条 宽 10±0.5mm 厚 3

实验条件

温度 20℃ 湿度 70%

跨距 67mm 压速 2mm/min 半径 2mm

实验步骤

1.切取实验所需规格的样条，游标卡尺精确测量每根样条的厚度和宽度 2.选择负荷、跨度、速度和压头 3.试样放于支座，压头与试样应该是线接触，保证与试样的接触线垂直于试样长度方向 4.开动实验机，加载并记录下列数值：

⑴.在规定挠度前或之时断裂的材料，记录断裂弯曲负荷值 ⑵出现最大负荷时，记录最大负荷值

⑶在达到规定挠度时，不断裂材料测定规定挠度时的弯曲负荷值 5.重复5组试样

实验结果与讨论 序号 1 2 3 4 5

平均值 标准偏差

厚/mm 4.20 4.22 4.24 4.24 4.26

宽/mm 10.14 10.14 10.18 10.14 10.14

最大负荷/N 161.750 157.550 162.822 163.150 161.750 161.400 2.24109

最大应力/MPa 90.8812 87.6843 89.4007 89.9465 88.3391 89.2503 1.26979

弹性模量/MPa 3360.27 3355.60 3291.49 3296.14 3237.15 3308.14 51.0628

此种材料在测试条件下平均最大载荷为161.1N；平均弹性模量为3308.14MPa;平均最大应力为88.2503MPa

1.为什么弯曲试验要规定试样的宽度，并由厚度决定？

答: 测试材料的弯曲应力和强度的目的是和其他材料作比较，如果作比较的材料的前提条件不一致，那么实验所得的数据便没有可比性，无法作为判断材料谁的性质更好的标准。当实验的条件和材料的前提条件（形状尺寸、温度和湿度等）都一样时，实验数据便可以用来比较材料的性能。当材料的厚度很薄时，最大弯曲应力很小以致实验用机器都无法很准确的测出来，当材料的厚度很厚时，最大弯曲应力会显的异常的大，可能会超出测量范围，这时可以适当增加材料的

2.跨度、实验速度对弯曲强度的测试结果有何影响？

答：跨度增大后，由杠杆原理中力臂增加了，则最大载荷会减小，相应的最大应力和弹性模量也会变小，反之就会增大；实验速度对弯曲强度也有显著的影响，当实验速度很快的时候材料中的分子链还来不及松弛，于是材料显示出比平时高的最大载荷、弹性模量和最大应力值，如果实验速度过于缓慢，那么分子链由于过度松弛，会造成测量数据偏低，结果不准确。

3.从实验结果，分析PS材料的弯曲特性。

答: PS在标准样条实验时，表现出弹性模量很大，但是最大载荷很小，说明PS这种材料是很硬，但很脆的，很容易发生脆性断裂，实际上在平常使用的PS（不考虑折光率）中都添加了一些韧性材料，以改进PS的韧性，增强PS的机械性能。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dcha.html