用缺口試樣判別纖維增強(qiáng)或加有無(wú)機(jī)填料的塑料的耐沖擊性能,其結(jié)果表現(xiàn)出較大的偏差,如玻璃纖維增強(qiáng)尼龍?jiān)趌zod缺口沖擊試驗(yàn)中表現(xiàn)出高于純尼龍的沖擊強(qiáng)度值,但實(shí)際情況不是這樣的。用lzod沖擊試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)
注塑加工材料韌性的不真實(shí)性。類(lèi)似的情況,即由實(shí)驗(yàn)方法本身的局限性,影響了判斷材料韌性的準(zhǔn)確性,在其他各類(lèi)沖擊試驗(yàn)方法法中也有不同程度的存在。
一般由手冊(cè)提供的材料韌性數(shù)據(jù)不能用于制品的直接設(shè)計(jì)。制品的設(shè)計(jì)和材料的選擇往往還需要對(duì)制品相同或相似的模型進(jìn)行類(lèi)似于實(shí)際使用條件的測(cè)試條件測(cè)試,才能最后確定。盡管常用的實(shí)驗(yàn)方法導(dǎo)出的數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確表征材料的實(shí)際韌性,而且不同試驗(yàn)方法導(dǎo)出的結(jié)果并不能進(jìn)行比較,但是了解一些材料在沖擊載荷下可能的破壞行為,對(duì)于選材尚不失為有重要參考價(jià)值。
制品受到周期性反復(fù)作用的應(yīng)力,包括拉伸、彎曲、壓縮或扭曲等不同類(lèi)型的應(yīng)力,而發(fā)生交替形變的現(xiàn)象,成為疲勞。疲勞的直接結(jié)果是造成材料力學(xué)性能持續(xù)的衰減,甚至導(dǎo)致材料彎曲破壞。由于材料的內(nèi)部或表層一般都會(huì)某些微觀的缺陷,這些缺陷可引起局部的應(yīng)力集中,在周期應(yīng)力的持續(xù)作用下,缺陷處會(huì)首先產(chǎn)生微觀裂紋,并逐步擴(kuò)展,最后發(fā)生斷裂。
由于塑料材料特有的粘彈特性,在外力的作用下,形變的速度可能跟不上應(yīng)力變化的速度,以至于沒(méi)次的循環(huán)總有一部分機(jī)械能作為熱量消耗掉,這種現(xiàn)象成為滯后生熱,由于塑料導(dǎo)熱性差,不能及時(shí)轉(zhuǎn)移的熱量會(huì)不斷累積,使得局部溫度不斷升高,力學(xué)性能降低,最終導(dǎo)致熱破壞。
影響塑料疲勞行為的因素是多方面的,包括材料本身的特性,如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、缺口敏感性,制品的幾何形狀、尺寸大小、厚度及表面質(zhì)量,作用于制品的應(yīng)力類(lèi)型、應(yīng)力大小、作用的頻率以及外界環(huán)境、尺寸大小、厚度及表面質(zhì)量。作用于制品的應(yīng)力類(lèi)型、應(yīng)力大小、作用的頻率以及外界環(huán)境,如溫度、濕度、環(huán)境接枝的參與等。
不同的材料導(dǎo)致疲勞破壞的原因各有偏重。一些硬質(zhì)脆性塑料,如硬質(zhì)PVC、PPO、PSF和一些熱固性塑料,其疲勞破壞主要由開(kāi)裂造成,而一些韌性塑料,如氟塑料、PP、PE、PA等可由熱破壞造成,還有一些塑料品種,如PMMAD、POM、PET、PC等兩方面因素都存在。不過(guò),對(duì)大多數(shù)塑料來(lái)說(shuō),受熱是疲勞破壞的重要因素。
在工程設(shè)計(jì)中,對(duì)所選擇的
注塑加工材料最關(guān)心的是,在交變應(yīng)力作用下材料的使用壽命,或者確定使用壽命下的設(shè)計(jì)應(yīng)力。一般可通過(guò)材料的疲勞壽命曲線對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行粗略的估算。所謂S-N曲線是描述破壞應(yīng)力N與破壞時(shí)的循環(huán)次數(shù)S關(guān)系的曲線,他是通過(guò)測(cè)試許多試樣,且每一個(gè)試樣都在不同應(yīng)力水平的循環(huán)應(yīng)力下進(jìn)行疲勞測(cè)試,將各應(yīng)力下破壞的循環(huán)次數(shù)。
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