第11章-聚合物的力学性能1课件.ppt

1、2022-12-16高分子课程教学1第一节 描述力学性能的基本物理量n一应力与应变q1一般描述n（1）应变n材料在外力作用下，发生的几何形状和尺寸的变化。2022-12-16高分子课程教学2q（2）应力q材料发生宏观变形时，产生附加内力以抵抗外力。q定义单位面积上的附加内力为应力。q平衡时，其值与单位面积上所受的外力相等。2022-12-16高分子课程教学3q2三种不同形变模式下的应力与应变n（1）简单拉伸n：拉伸应变；l0：材料的起始长度；I：材料变形后的长度2022-12-16高分子课程教学4n拉伸应变：n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

2、习用应变有时也称为相对伸长或伸长率。定义定义(%)000lllll0AF2022-12-16高分子课程教学5n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。n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：真应力和真应变：AFlliillldl00ln2022-12-16高分子课程教学6n（2）简单剪切n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。2022-12-16高分子课程教学7n偏斜角的正切定义为切应变，n当切应变足够小时，n材料的剪切应力为：tan0AFs2022-12-16高分子课程教学8n（3）均匀压缩n在均匀（流体静力）压缩的情况

3、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-Vn材料的均匀压缩应变定义为单位体积的体积减小0VV2022-12-16高分子课程教学9n二模量与柔量q1模量q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。应变应力弹性模量2022-12-16高分子课程教学10q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。q弹性模量的单位与应力的单位相同。00llAFE杨氏模量杨氏模量2022-12-16高分子课程教学11tantan00AFAFGs0VVPB剪切模量剪切模量体积模量体积模量2022-12

4、-16高分子课程教学12q2.柔量q有时，用模量的倒数比用模量来得方便。q定义模量的倒数为柔量，柔量越大，越容易变形。2022-12-16高分子课程教学13ED1GJ1拉伸柔量拉伸柔量剪切柔量剪切柔量2022-12-16高分子课程教学14n三泊松比q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：tllmm002022-12-16高分子课程教学15n四三种模量之间的关系q各向同性材料：q理想不可压缩物体变形时，体积不变：)21(3)1(2BGEGEvBVV3,5.0,002022-12-16高分子课程教学16q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

5、比接近0.5。qv：00.5qB：E/3qG：E/2E/3qE、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。2022-12-16高分子课程教学17n五几种常用的力学性能指标q1拉伸强度qPm：断裂前试样承受的最大载荷；qA0：试样的起始横截面积。0APmt2022-12-16高分子课程教学18q拉伸模量（即杨氏模量）：拉伸初始阶段的应力与应变比例ddE 2022-12-16高分子课程教学19q2弯曲强度n亦称绕曲强度n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）205.1bdlPmf3304bdPlEf2022-12-16高分子课程教学20q3冲击强度q表征材料韧性，表示抵抗冲击载荷破坏的能力。2022-12-16高分子课程教学21q试样受冲击载荷而折断时单位面积所吸收的能量。q摆锤式冲击实验：简支梁；悬臂梁。q 冲击强度冲击强度AEi单位单位KJ/m2;J/m2022-12-16高分子课程教学22q4硬度q衡量材料表面抵抗机械压力的能力。q与材料的抗张强度和弹性模量有关。q硬度实验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类。q有布氏、洛氏和邵氏等名称。