聚合物的力学性能课件.ppt

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1、第一节描述力学性能的基本物理量一．应力与应变1．一般描述（1）应变材料在外力作用下，发生的几何形状和尺寸的变化。9/15/20211高分子课程教学（2）应力材料发生宏观变形时，产生附加内力以抵抗外力。定义单位面积上的附加内力为应力。平衡时，其值与单位面积上所受的外力相等。9/15/20212高分子课程教学2．三种不同形变模式下的应力与应变（1）简单拉伸ε：拉伸应变；l0：材料的起始长度；I：材料变形后的长度9/15/20213高分子课程教学拉伸应变：拉伸应力：这种拉伸应变和拉伸应力的定义在工程上被广泛运用，因而称为习用应变和习用应力习用应变有时也称为

2、相对伸长或伸长率。定义9/15/20214高分子课程教学计算应力应该用真实的截面积A代替A0，得到的应力称为真应力。在某一时刻长度从li变到li+dli，则真应变为：真应力和真应变：9/15/20215高分子课程教学（2）简单剪切材料受到的力F是与截面A0相平行的大小相等、方向相反的两个力。9/15/20216高分子课程教学偏斜角θ的正切定义为切应变，当切应变足够小时，材料的剪切应力为：9/15/20217高分子课程教学（3）均匀压缩在均匀（流体静力）压缩的情况下，材料受到的是围压力P，发生体积形变，使材料从起始体积V0缩小为V0-ΔV材料的均匀压缩

3、应变Δ定义为单位体积的体积减小9/15/20218高分子课程教学二．模量与柔量1．模量对于理想的弹性固体，应力与应变的关系服从虎克定律，即应力与应变成正比，比例常数称为弹性模量，简称模量。9/15/20219高分子课程教学弹性模量表征材料抵抗变形能力，模量越大，愈不容易变形，表示材料刚度越大。弹性模量的单位与应力的单位相同。杨氏模量9/15/202110高分子课程教学剪切模量体积模量9/15/202111高分子课程教学2.柔量有时，用模量的倒数比用模量来得方便。定义模量的倒数为柔量，柔量越大，越容易变形。9/15/202112高分子课程教学拉伸柔量剪

4、切柔量体积模量的倒数则为可压缩度9/15/202113高分子课程教学三．泊松比在拉伸实验中，材料横向单位宽度的减小与纵向单位长度的增加之比值。用表示：9/15/202114高分子课程教学四．三种模量之间的关系各向同性材料：理想不可压缩物体变形时，体积不变：9/15/202115高分子课程教学大多数材料泊松比在0.2到0.5之间；橡胶和小分子液体的泊松比接近0.5。v：0～0.5B：E/3～∞G：E/2～E/3E、G、B和V这四个参数中只有两个是独立的；只要知道两个参数，就足以描述各向同性材料的弹性力学行为了。9/15/202116高分子课程教学五．

5、几种常用的力学性能指标1．拉伸强度Pm：断裂前试样承受的最大载荷；A0：试样的起始横截面积。9/15/202117高分子课程教学拉伸模量（即杨氏模量）：拉伸初始阶段的应力与应变比例9/15/202118高分子课程教学2．弯曲强度亦称绕曲强度是在规定实验条件下，对标准样品施加静弯曲力矩，直到试样断裂为止，取实验过程中的最大载荷，并按下式计算弯曲强度（三点弯曲）9/15/202119高分子课程教学3．冲击强度表征材料韧性，表示抵抗冲击载荷破坏的能力。9/15/202120高分子课程教学试样受冲击载荷而折断时单位面积所吸收的能量。摆锤式冲击实验：简支梁；悬

6、臂梁。冲击强度单位KJ/m2;J/m9/15/202121高分子课程教学4．硬度衡量材料表面抵抗机械压力的能力。与材料的抗张强度和弹性模量有关。硬度实验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类。有布氏、洛氏和邵氏等名称。9/15/202122高分子课程教学实验是以平稳的载荷将直径D一定的硬刚球压入试样表面，保持一定时间使材料充分变形，并测量压入深度h，计算试样表面凹痕的表面积，以单位面积上承受的载荷（公斤/毫米2）为材料的布氏硬度。布氏硬度：9/15/202123高分子课程教学