塑料受力制品的力学特性分析

本小节将塑料受力制品按其受力形式进行分类。

1.一般结构件

如容器、外壳、紧固件、梁、支架、底板（基板）、管件管材、手柄、转向盘、仪表盘、盖板等，这类制品承载荷不大，没有摩擦、磨损接触，使用温度不高，无耐腐蚀性等要求，但要承受长期或短期静态负载，因此应按制品不同用途需酌情选用有一定强度、刚性、抗蠕变、耐候性、尺寸稳定性及外观良好等特性的塑料。

这类塑料制品宜适用于要求防共振、传声小、碰撞凹痕回复性好、易加工复杂形状、耐腐蚀、不生锈、耐湿气、绝缘隔热、着色透明或半透明的场合。

2.摩擦磨损类制品

如轴承、轴衬、滑块、导轨、导杆、活塞环、密封圈（垫）、制动片等易磨损制品，这类制品除要求有力学性能外，更需选用具备良好的摩擦磨损特性，如摩擦因数低且特性稳定、磨损率小、润滑性好、耐热、耐蚀、[pv]值高、尺寸稳定性好、硬度高、耐划伤等特性的塑料。这类塑料制品适用于要求质轻、噪声低、润滑保养简便、摩擦因数低、不易擦伤对摩零件、耐腐蚀和绝缘的场合，但不适用于工作温度长期超过260℃、径向及轴向负荷很大、连续高速运转及长期保持高精度配合间隙的场合。

3.啮合传动类制品

如齿轮、凸轮、齿条、联轴器、辊子、传动螺母等，这类制品要求选用强度高（如弯曲强度、拉伸强度、冲击强度）、抗疲劳、耐磨损、自润滑、低摩擦因数、加工性好、尺寸稳定、耐热、耐腐蚀等特性的塑料。这类塑料制品宜用于要求质轻、噪声及振动小、润滑保养简便、使用环境有沙尘磨蚀和腐蚀等场合，但不宜用于承受耐高冲击、高负荷、高转速和高温的场合。

4.动态负载制品

动态负载制品是指承受冲击、疲劳、振动等动态负载的制品，如汽车保险杠、叶轮、防振包装、缓冲器、座椅、坐垫、船体、头盔、护板、振动环境中使用的制品及需承受动态负载的一般结构件等。这类制品按不同的用途需选用有较高强度和刚韧兼备的材料，或弹性回复性好、阻尼减振性好等各类特性的材料。

5.弹性变形结构制品

弹性变形结构制品是指在组装结构中常采用的铰链、弹性卡夹和搭扣、压配连接、塑料弹簧、压装瓶盖等制品，这类制品需选用具有合适弹性模量和有较大变形量的塑料，其刚性及弹性相匹配，且要求抗疲劳、耐折弯，对长期装夹的结构（如压配连接）要求用有良好的抗蠕变性的材料。

根据上述五类受力制品的性能要求，本节将塑料的力学性能分列为强度、刚性、冲击、疲劳、蠕变、摩擦及磨损、抗振缓冲、密封、弹性变形、硬度等10个项目，以便实现按制品不同性能要求检索相应性能的材料的目标。但在选料时还必须考虑塑料自身的特点，用于适当的场合才能获得良好的效果。塑料主要的特点如下：(www.xing528.com)

1）塑料受热膨胀，线胀系数比金属大很多。

2）一般塑料的刚度比金属低一个数量级。

3）塑料的力学性能在长时间受热下会明显下降。

4）一般塑料在常温下和低于其屈服强度的应力下长期受力，也会出现永久形变。

5）塑料对缺口损坏很敏感。

6）塑料的力学性能通常比金属低得多，但有的增强塑料的比强度和比模量高于金属，如果制品设计合理，会更能发挥其优越性。

7）一般增强塑料的力学性能是各向异性的。

8）有些塑料会吸湿，并引起尺寸和性能变化。

9）有些塑料是可燃的。

10）塑料的疲劳数据目前还很少，需根据使用要求加以考虑。

根据塑料的特性，不能简单地直接代用金属材料，必须按所选塑料的性能和特点，重新设计，而且当强度、刚性要求过高时，不宜采用塑料代替金属材料。