Свойства упругости материала
Предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении (Tensile Strength at Yield) — одна из наиболее важных характеристик термопластов, это сопротивление, которое материал оказывает на напряжение растяжения. Оно определяется как наименьшее напряжение растяжения (сила, деленная на единицу площади поперечного разреза), требуемое, чтобы начать растягивать предмет.
Измеренное усилие делится на площадь поперечного сечения образца, получаемая величина, измеряемая в Н/мм² (а также в мегапаскалях МПа или гигапаскалях ГПа) и называется пределом прочности при растяжении.
Определение данного параметра проводят по международной методике ISO 527-1 (Пластики: определение параметров упругости) на т.н. разрывных машинах.
| Вложение 305 | Величина данного параметра определяет стойкость материала к статическим напряжениям, т.е. его прочность под постоянной растягивающей нагрузкой. В частности подобные напряжения испытывают конструкционные материалы для емкостного оборудования – одной из основных сфер применения инженерных термопластов. |
Значение данного параметра для различных термопластов – см. здесь.
Помимо прочности при растяжении, для конструкционных материалов могут измеряться также прочности на сжатие, скручивание и т.д., однако для инженерных термопластов измерение данных параметров, как правило, не имеет практического смысла.
Предел прочности при разрыве
Данные показатель называют также разрывным усилием (Tensile Strength at Break, Breaking Strength) и он также характеризует сопротивление, которое материал оказывает на напряжение растяжения. Оно определяется как наименьшее напряжение растяжения (сила, деленная на единицу площади поперечного разреза), требуемое, чтобы разрушить предмет.
Измеренное усилие делится на площадь поперечного сечения образца, получаемая величина, измеряемая в Н/мм² (а также в мегапаскалях МПа или гигапаскалях ГПа) и называется пределом прочности при разрыве.
Определение данного параметра проводят по международной методике ISO 527-1 на т.н. разрывных машинах в рамках единого теста с определением предела прочности при растяжении.
Значение данного параметра для различных термопластов – см. здесь.
Относительное удлинение при разрыве
Относительное удлинение (Elongation at Break) характеризует величину деформаций материала при растяжении. Данный показатель измеряется как отношение величины деформации образца к его первоначальной длине и измеряется в %.
Определение данного параметра проводят по международной методике ISO 527-1 на т.н. разрывных машинах в ходе тестов по определению пределов прочности при растяжении и разрыве.
Значение данного параметра для различных термопластов – см. здесь.
При сопоставлении этих показателей можно заметить что материалы с высокой прочностью к растяжениям и разрывам, как правило, имеют низкие показатели относительного удлинения и наоборот. Это позволяет делить термопласты на «прочные», которые выдерживают высокие механические нагрузки, но быстро ломаются при наступлении деформаций; и эластичные, которые не так прочны, однако способны сохранять свои прочностные свойства при деформациях.
Модуль упругости при растяжении
Модуль упругости при растяжении (Modulus of elasticity at tension, E-modulus) определяют как отношение приращения механического напряжения к соответствующему приращению относительного удлинения. Данный параметр характеризует сопротивление материала растяжению и измеряется в Н/мм².
Помимо модуля упругости при растяжении, могут также измеряться модули упругости при сжатии и сгибе, однако для инженерных термопластов именно первый показатель наиболее важен и имеет практическое применение, в частности, при статическом расчете безнапорных сварных емкостей из термопластов по методике DVS-2205.
Испытания проводятся по методике ISO 527-1 на том же оборудовании что и предел прочности при растяжении/разрыве. В отечественной практике также используется ГОСТ 9550-81 (Пластики. Метод определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе.)
Значение данного параметра для различных термопластов – см. здесь.
Источник
Относительное удлинение при разрыве
Относительное удлинение при разрыве % – отношение абсолютного удлинения элементарной пробы при растяжении к зажимной длине.
[ГОСТ Р 53225-2008]
Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград . Под редакцией Ложкина В.П. . 2015-2016 .
Полезное
Смотреть что такое «Относительное удлинение при разрыве» в других словарях:
относительное удлинение при разрыве — % Отношение абсолютного удлинения элементарной пробы при растяжении к зажимной длине. [ГОСТ Р 53225 2008] Тематики материалы геотекстильные EN tensile strain FR deformation traction … Справочник технического переводчика
относительное удлинение при разрыве — 3.9 относительное удлинение при разрыве A: Отношение общего удлинения цепи при ее разрушении к исходной длине цепи. Источник: ГОСТ Р ЕН 818 1 2005: Цепи стальные из круглых коротких з … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
относительное удлинение при разрыве, % — 3.3 относительное удлинение при разрыве, %: Отношение абсолютного удлинения элементарной пробы при растяжении к зажимной длине. Источник: ГОСТ Р 53226 2008: Полотна нетканые. Методы определения прочности оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
относительное удлинение при разрыве — Syn: предельное удлинение … Металлургический словарь терминов
удлинение при разрыве — относительное удлинение — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы относительное удлинение EN tensile elongation … Справочник технического переводчика
общее удлинение при разрыве — 3.9 общее удлинение при разрыве: Относительное увеличение длины образца цепи в момент разрыва, выраженное в процентах. Источник: ГОСТ 30188 97: Цепи грузоподъемные калиброванные высокопрочные. Технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
относительное удлинение — 3.5 относительное удлинение: Удлинение, измеряемое на расчетной базе, выраженное в процентах; Источник: ГОСТ 25996 97: Цепи круглозвенные высокопрочные для горного оборудования. Технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
равномерное относительное удлинение (образца при разрыве) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN uniform elongation … Справочник технического переводчика
предельное удлинение — Syn: относительное удлинение при разрыве … Металлургический словарь терминов
ГОСТ 25996-97: Цепи круглозвенные высокопрочные для горного оборудования. Технические условия — Терминология ГОСТ 25996 97: Цепи круглозвенные высокопрочные для горного оборудования. Технические условия оригинал документа: 4.2 Диаметр материала 4.2.1 Диаметр материала звена Диаметр материала звена d (исключая место сварки) и его предельные… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Источник
Научная электронная библиотека
Туханова В. Ю., Тихонова Т. П., Федотова И. В.,
1. Методы оценки разрывной нагрузки, удлинения при разрыве
Швейные изделия во время эксплуатации постоянно подвергаются внешним механическим и физическим воздействиям, что влияет на потребительские свойства изделий. Для определения получаемых деформаций и разрушения конструкций швейных изделий используют методы оценки разрывной нагрузки и удлинения при разрыве.
ГОСТ 28073-89. Изделия швейные. Методы определения разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах [33]. Распространяется на швейные изделия всех видов и устанавливает методы определения разрывной нагрузки шва, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах. Методы, изложенные в стандарте, применяются при выборе новых технологических режимов обработки материалов, новых видов швейных ниток, ниточных швов на стадии проектирования одежды.
Полуцикловые характеристики материалов при одноосном растяжении определяют на разрывной машине (динамометре). В зависимости от формы испытываемой пробы материала различают следующие методы испытаний:
Срип (рис. 1.1, а) – поперечные размеры элементарной пробы 1 меньше ширины зажимов 2 динамометра;
Граб (рис. 1.1, б) – поперечные размеры больше ширины зажимов;
Полуграб (рис. 1.1, в) – смешанный метод.
Показатели свойств материалов при одноосном растяжении определяют на разрывных машинах с постоянной скоростью опускания нижнего зажима, с постоянной скоростью возрастания нагрузки и постоянной скоростью деформирования.
При стандартных испытаниях материалов легкой промышленности применяют разрывные машины маятникового типа РТ-250М-2, РМ-3-1, РМ-30-1, ИР-574-3 и др. Разрывные машины данного типа состоят из силоизмерителя (измерение силы в испытываемой элементарной пробе материала осуществляется по углу отклонения маятника от вертикального положения), приводной станции и рабочих органов (зажимов), соединенных с маятником и приводной станцией. Также разрывные машины фирмы «Инстрон» (с приспособлениями для разных видов испытаний), FP-10/1 (универсальная) [75].
В табл. 1.1 представлены размеры проб для различных видов материалов. На рис. 1.2 пробы при испытании тканей на раздирание различными методами.
Рис. 1.1. Методы закрепления проб материалов в зажимах разрывных машин при одноосном растяжении: а – стрип: 1 – элементарная проба; 2 – зажимы; б – граб; в – полуграб
Испытания различных тканей на раздирание свидетельствуют о том, что структура материала оказывает существенное влияние на показатели раздирающей нагрузки. При увеличении в переплетении длины перекрытий, уменьшении числа нитей на 10 см ткани прочность ткани при раздираниии возрастает. Показатели раздирающей нагрузки во многом зависят от коэффициента уплотненности ткани: чем меньше коэффициент, тем выше раздирающая нагрузка. Коэффициент наполнения ткани также существенно влияет на раздирающую нагрузку. Для тканей из полиэфирных и вискозных нитей оптимальное значение раздирающей нагрузки отмечается при коэффициенте наполнения 0,7–0,8. Виды проб, применяемых при двухосном растяжении материала представлены на рис. 1.5.
Размеры проб для различных видов материалов
Общий размер пробы
из материала, мм
Рабочий размер пробы, мм
Все ткани, кроме шерстяных
Рис. 1.2. Пробы при испытании тканей на раздирание различными методами: а – одиночного раздирания; б – двойного раздирания; в – крыловидный метод; г – метод «гвоздя»; д – метод с поперечным разрезом («раневой метод»); е – трапециевидный метод; ж – метод Т. Ээг-Олофссона
Полуцикловые характеристики определяют отношение материалов к однократному, обычно кратковременному и лишь иногда к длительному нагружению. Если оно сопровождается разрушением, эти характеристики показывают предельные механические возможности материала. Они также хорошо отражают сильную деструкцию молекул вещества, составляющего материал, в результате воздействия на него различных химических и физических факторов, потерю массы материала и др.
Рис. 1.3. Виды проб, применяемых при двухосном растяжении материала
Одноцикловые характеристики, получаемые чаще всего при длительном нагружении, хорошо выявляют влияние временного фактора, особенности деформации материалов, их способность сохранять форму и др.
Многоцикловые характеристики показывают устойчивость механических свойств при многократных силовых воздействиях. При действии малых сил, но многократно, нарушается структура тел, ослабляются межмолекулярные связи, даже деструктируются молекулы. Таким образом, многоцикловыми характеристиками оценивают устойчивость структуры.
Нецелесообразно получать много характеристик одного и того же класса, так как это усложняет эксперимент, но не дает ценных новых сведений. Не следует для целей, которые обеспечиваются характеристиками одного класса, получать характеристики другого класса. Например, полуцикловые характеристики плохо отражают изменения в структуре и, значит, в механических свойствах, происходящие вследствие многократных силовых воздействий. Пытаться с их помощью отразить подобные постепенные расшатывания структуры нецелесообразно. Наоборот, усталостные характеристики не выражают предельную возможность нагружения тел, так как оцениваются при малых нагрузках, но обеспечивают лучшее объяснение. Одноцикловые испытания при растяжении материалов можно выполнять многими методами, поскольку цикл нагрузка-разгрузка-отдых может осуществляться различно. Четыре основных метода [2]:
1-й метод. Первая половина цикла (нагружение) соответствует режиму ползучести I, а вторая – режиму уменьшения деформации II за счет исчезновения высокоэластической деформации. В качестве входного возбуждения используется нагрузка (рис. 1.4, а).
2-й метод. Первая половина цикла соответствует режиму релаксации усилия I, вторая – режиму астригнации усилия II. В качестве входного возбуждения используется изменение деформации в виде широкого импульса, а в качестве выходной функции – изменение внутреннего усилия в пробе во времени (рис. 1.4, б).
3-й метод. Первая половина цикла соответствует режиму релаксации усилия I, вторая – режиму уменьшения деформации II за счет исчезновения высокоэластической деформации. В первой половине цикла в качестве выходной функции используется изменение усилия, во второй половине – изменение деформации (рис. 1.4, в).
4-й метод. Режим испытания состоит из трех частей: ползучести I, релаксации усилия II, уменьшения деформации за счет исчезновения высокоэластической деформации III (рис. 1.4, г).
Помимо этих четырех методов к одноцикловым испытаниям относят метод, при котором пробу постепенно деформируют, а затем постепенно разгружают. Осуществляется этот метод испытания за относительно короткое время на разрывных машинах. Число испытаний может быть увеличено вследствие варьирования амплитуды возбуждающей функции. Зависимость же релаксационных характеристик от температуры и относительной влажности воздуха требует учета и этих факторов.
Рис. 1.4. Графики однородных (а, б) и смешанных (в, г) методов одноцикловых испытаний при одноосном растяжении текстильных материалов:
а, г – выходная функция ε = f(t); б, в – выходная функция Р = f(t)
Метод определения разрывной нагрузки при растяжении перпендикулярно шву
Отбор проб. Из отобранных точечных проб материалов вырезают по две полоски, каждая длиной 300 мм и шириной не менее 90 и 130 мм. При испытаниях укороченных проб швов допускается вырезать полоски длиной 300 мм и шириной 70 и 110 мм. Полоски вырезают вдоль ткани или полотна. Подготовленные пробы швов перед испытаниями выдерживают не менее 12 ч в условиях, предусмотренных ГОСТ 10681. В этих же условиях проводят испытания.
Подготовка к испытанию. Полоски материала стачивают попарно вдоль длинной стороны на расстоянии от 5 до 15 мм от края в соответствии с нормативно-технической документацией. Шов выполняют от начала до конца полоски без останова машины и перехватов. Из каждой точечной пробы шва на расстоянии 20 мм от начала строчки карандашом, выдергиванием нити из ткани или мелом намечают последовательно линии на расстоянии 50 и 15–20 мм. Намеченные линии переносят, избегая перекоса, препаровальной иглой, карандашом или мелом на нижнюю деталь. По намеченным линиям изготовляют элементарные пробы швов для испытания. Схема изготовления элементарных проб швов в сложенном и развернутом виде приведена на рис. 1.5.
Рис. 1.5. Схема изготовления проб при определения разрывной нагрузки при растяжении перпендикулярно шву
Проведение испытания. На разрывной машине устанавливают зажимную длину, равную 100 мм. Для укороченных швов (головные уборы, корсетные изделия и т.п.) допускается проводить испытание швов при зажимной длине 50 мм. Предварительное натяжение пробы шва устанавливают в зависимости от удлинения и поверхностной плотности 1 м2 материала в соответствии с табл. 1.2.
Скорость опускания нижнего зажима разрывной машины устанавливают так, чтобы средняя продолжительность процесса растяжения шва до разрыва соответствовала (30 ± 15) с.
Показатели разрывной нагрузки и удлинения при разрыве снимают с соответствующих шкал разрывной машины при разрушении шва. Момент разрушения шва фиксируют по диаграммной записи, останову прибора, звуку разорвавшейся нитки, визуально и др.
Обработка результатов. Характер разрушения шва классифицируют по следующим факторам: разрушению ниток шва; разрушению материала по линии шва; сбросу нитей ткани в шве. За фактическую разрывную нагрузку шва принимают среднее арифметическое значение восьми результатов первичных испытаний, округленное до 1,0 Н (0,1 кгс).
Натяжение пробы материала
Предварительное натяжение Н (гс)
1. Материалы с разрывным удлинением до 50 % и поверхностной плотностью, г/м
Источник
