机械性能试验：材料抗拉强度、机械刺穿试验详解

试验前应将试品预置在温度为(23±2)℃、相对湿度(50±5)%的环境中24h。

图7-15　哑铃型试件平视图

(一)拉伸强度和伸长率试验

从袖套上剪下4个哑铃型测试块,每个测试块的外形如图7-15所示,图中具体尺寸见表7-23。在哑铃型的窄处量出长度为200mm的间距L0,并在两边标上印记线,用拉力进行试验。拉力机以(500±50)mm/min的速度拉伸。抗拉强度定义为拉断所需力除以试块试验前的截面积,4个测试块拉断的平均抗拉强度应不小于14MPa。最低抗拉强度应不低于平均强度的90%。

拉断伸长率定义为拉断时两印记线之间的距离L和L0之差除以L0的百分比,即4个测试块的平均拉断伸长率应不小于600%。

表7-23　哑铃型试件尺寸

(二)抗机械刺穿试验

从被试袖套上的切取两个直径为50mm的圆形试品。将试品紧夹在两个直径为50mm的圆板之间,上板开有直径为6mm的孔,下板开有直径为25mm的孔,两孔边缘倒角为半径的0.8mm圆弧,见图7-16。

将一个直径为5mm的金属棒加工成一端锥度为12°、顶端半径为0.8mm的锥形针,将锥形针垂直置于试品上方,以(500±50)mm/min的速度向试品加力,测量出穿透试品所需的刺穿力。抗机械刺穿强度等于刺穿力除以试品的厚度,要求刺穿强度不小于18N/mm。(www.xing528.com)

(三)拉伸永久变形试验

从试品上切取哑铃型试品3件(腕部上下各一件、腋下一件),外形尺寸如图7-18所示。将试品固定在应变仪的夹架上,使一端固定,另一端可随夹架在导轨上移动。拉伸变形的基准长度L0的测量误差应在0.1mm之内,将试品装在夹架上后,以2～10mm/s的速度拉伸试品,使其伸长率达到(400±10)%,此时长度为LS,并保持10min,然后以相同的速度将试品放松,取下试品置于平面上,经过10min的恢复时间,再测量两基准线之间的距离。拉伸永久变形ΔL按下式计算:

图7-16　机械刺穿试验

(a)上板尺寸图;(b)下板尺寸图;(c)金属棒尺寸图
注 除了角度以外所有尺寸为mm

式中 L0——拉伸变形前的基准长度;

LS——应变后的长度;

L1——恢复后的基准长度。

拉伸永久变形应不超过15%。