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塑料的弯曲性能

注塑加工材料的剪切强度较拉伸强度、弯曲强度低,在设计中如果缺乏剪切强度的数据,可取该材料拉伸屈服强度的一半值来考虑。冲击性能指的是材料承受告诉冲击载荷而不被破坏的一种能力,它反映了材料所具有的韧性。塑料材料经受高的冲击力而不被破坏,必须满足一些条件。
 
弯曲性能,有时也称挠曲性能,是指材料承受垂直作用于其纵轴上的弯曲应力时,材料外表面上所产生的应力和应变。与单轴拉伸和压缩不同的是,弯曲试样时,试样的一个面承受压缩了,而另一个面则被拉伸,因此,弯曲负载所产生的应力是拉伸应力和压缩应力的综合。脆性的材料在弯曲负荷作用下会发生断裂,其弯曲强度是材料破坏时最大的外部纤维应力或压缩应力。
 
表征材料剪切性能的性能参数主要是剪切强度和剪切模量。当材料受到超过其剪切强度的剪切负荷作用时,材料就会发生剪切破坏,而剪切模量则反映了材料抵抗由剪切力作用产生变形的能力。剪切参数对承受剪切载荷的片材、板材类制品的设计是很重要的性能,特别是由聚合物基体组成的复合材料层压板结构,如铺层设计不当或受力不合理,则很容易在使用中引起层间剪切破坏。这种破坏实质上受到基体的剪切性能的控制。
 
 
对于那些很大变形时仍不断裂的韧性材料来说,弯曲强度是指外部纤维的屈服应力。或者通常以试样外层纤维的最大应变达到5%时的应力作为其弯曲屈服强度。热塑性塑料弯曲强度通常高于拉伸强度,有些研究报告则进一步确认,热塑性塑料的弯曲脆性强度约为拉伸脆性强度的1.5倍。
 
弯曲模量是弯曲过程起始阶段刚度的量度。材料的刚度或者说刚性,在受力塑料产品设计过程中是一个很重要的概念。材料的刚性对一些塑料箱体、容器、壳体等产品,在外力作用下保持形状的稳定性即为重要。在塑料组分中增加刚性填料,或者增强纤维,可以大大 提高材料的刚性。
 
但在实际应用中,压缩负载并不总是瞬间加上去的。因此,对于需要长时间经受压缩负荷的注塑加工制件来说,其长期耐负荷性能需要进行蠕变实验,以作为设计的基础。材料吸收能量的能力不仅取决于他的强度,而且取决于他的弹性模量。当材料受压缩达到他的屈服点时,所吸收的能力与屈服应力的平方除以弹性模量之值成正比。因此像热塑性弹性体这类材料,受压缩时所吸收的能量往往要超过金属材料。这一点在实际应用中有很大的现实意义。
 
制件的设计对材料的刚性可以其补充作用,例如,由于刚性与厚度的三次方成正比,因此可以采取加厚的方法提高制品的刚性,而更多的是采用加强筋的形式来提高刚性。当材料受到一个作用力,导致材料内部相邻层面之间发生相对滑动时,该作用力被定义为剪切力。材料受扭转载荷的作用引起的扭曲变形,以及材料受构成摩擦副的另一材料摩擦力的作用导致的磨损,都是材料受剪切力作用的典型例子。
 
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