压缩性能指标在不同材料中的表现差异

压缩性能是指塑料承受压缩负载时的性能。塑料承受压缩负荷超过允许值时会发生粉碎性破坏，但受压缩时材料中的裂纹等缺陷会被闭合，从而提高了材料的抗压能力，所以许多聚合物压缩强度较高。同一种脆性材料在拉伸时无屈服点，而在压缩时却有屈服点，压缩强度及压缩变形量也都很大，如图5-3所示。有些资料介绍高分子材料的脆性压缩强度为拉伸强度的1.5～4倍。一般热固性塑料的压缩强度高于热塑性塑料，但PE、PP等弹性较好的材料抗压缩性也很好，即使压成扁片也不会破碎。因此不同性能的塑料压缩应力-应变曲线的特征也不同，如图5-4所示。

图5-3 聚苯乙烯塑料拉伸和压缩应力-应变特性比较

图5-4 不同塑性塑料的压缩应力-应变曲线

压缩性能指标是按试验标准，以较低的压缩负荷和均匀的加速度进行测试的，属于短期静载试验。同时，因不同弹性材料的试样在终止试验时变形状态不同，所以表示性能的指标也不同，如软质弹性材料在试验时只有变形不发生破裂，则用达到某变形率时的压缩应力作性能指标。因压缩性能试验按不同性能的材料有不同的试验标准，在比较材料压缩性能时应注意不同试验标准和指标值的差异。以下介绍表示材料压缩性能的主要指标。

1.压缩应力

压缩应力是指试样在压缩试验中任何时刻试样单位原始横截面上所承受的压缩负荷，单位为MPa。

2.压缩变形

压缩变形指试样在压缩负荷作用下高度的改变量，单位为mm。

3.压缩应变

压缩应变指试样的压缩变形量除以原始高度，即单位原始高度的试样变形量，为无量纲比值，以百分数表示。

4.压缩永久变形

对一些软质材料，如弹性体、泡沫塑料等经压缩卸载后会发生弹性回复，但不会全部复原，有一部分材料变形部分成为永久变形。永久变形部分的高度与试样原高度之比称为压缩永久应变，以百分数表示。该比值小，则材料弹性好。该指标是度量热塑性弹性体的一项重要指标。

5.压缩负荷-形变曲线

压缩负荷-形变曲线指压缩试验全过程中的压缩负荷为纵坐标，以对应的应变为横坐标绘制而成的曲线。

6.压缩屈服强度

压缩屈服强度指在应力-应变曲线上第一次出现的应变或变形增加而负荷不增加时的应力值，以MPa表示，应力无增加而应变增加时的第一点被称为屈服点。

7.压缩偏置屈服强度

压缩偏置屈服强度是指，在应力-应变曲线按规定应变值在横坐标截取基点，依此平行线性比例直线做平行线，平行线与曲线交点称压缩偏置屈服点，对应的应力值即为压缩偏置屈服强度，单位为MPa。(www.xing528.com)

8.压缩强度

压缩强度指压缩试验中试样承受的最大压缩应力，单位为MPa。它可能是，也可能不是试样破裂的瞬间所承受的压缩应力。

9.规定压缩应变

规定压缩应变指材料不破坏时的最大允许压缩应变，以百分数表示，通常，规定应变为25%。

10.规定应变压缩应力

该指标是指达到规应变时的压缩应力，即与应变为25%时对应的应力值，单位为MPa，常用于度量泡沫塑料抗压性。例如，对硬质刚性泡沫塑料测规定应变为50%时所需的应力表示其抗压能力，单位为MPa，而对软质韧性泡沫塑料规定应变为25%。

11.压缩模量

压缩模量指在压缩曲线的线性范围内，压缩应力与压缩应变之比，单位为MPa。

12.细长比

细长比是指试样高度与试样横截面的最小回转半径之比，不同形状截面的最小回转半径相应的计算公式如下：

1）正方形截面柱体（边长为a，试样高H）

细长比λ=3.46H/a

2）矩形截面柱体（短边长为b，高度H）

细长比λ=3.46H/b

3）圆形截面柱体（直径为d，高度H）

细长比λ=4H/d

4）圆管形截面柱体（直径d₁、d₂，高度H）

细长比（λ）=4H/（d²₁+d²₂）^1/2

细长比取通常10，当试样出现扭曲时取6。