萬能拉力試驗機操作詳解：有機玻璃拉伸強度與彈性模量測定

有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）作為一種重要的透明高分子材料，因其優(yōu)異的透光性、耐候性和機械性能，被廣泛應用于建筑、汽車、電子顯示等領域。材料的拉伸性能是評價其力學特性的關鍵指標，直接影響產品的使用安全和壽命。

本文科準測控小編將介紹如何采用KZ-DSC-20萬能拉力試驗機，依據相關標準對有機玻璃板材試樣進行拉伸性能測試，系統(tǒng)記錄和分析測試數據。

一、測試原理

拉伸測試是通過對標準試樣施加軸向拉力，測量其在受力過程中的變形行為直至斷裂的過程。通過力-位移曲線可以計算出材料的各項力學性能指標：

彈性模量：材料在彈性變形階段應力與應變的比值

屈服強度：材料開始產生明顯塑性變形時的應力

抗拉強度：材料在斷裂前承受的最大應力

斷裂伸長率：材料斷裂時的相對伸長量

這些參數綜合反映了材料的剛度、強度和韌性，是工程應用中的重要參考數據。

二、測試標準

本實驗主要參照以下標準進行：

GB/T 1040.1-2018 塑料 拉伸性能的測定 第1部分：總則

GB/T 1040.2-2022 塑料 拉伸性能的測定 第2部分：模塑和擠塑塑料的試驗條件

ISO 527-1:2019 Plastics - Determination of tensile properties - Part 1: General principles

ASTM D638-14 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics

試樣尺寸應符合標準中規(guī)定的Ⅰ型或Ⅱ型試樣要求，確保測試結果的可靠性和可比性。

三、檢測設備

1、KZ-DSC-20萬能拉力試驗機

2、楔形夾具

3、試驗條件

樣品名稱：有機玻璃板材（長條形）

試驗溫度：室溫

試驗類型：拉伸

試驗速度：5mm/min

四、試樣制備

材料：透明有機玻璃板材，厚度3-5mm

尺寸：按照GB/T 1040.2標準制備Ⅰ型試樣

總長度≥150mm

平行段長度：50±0.5mm

平行段寬度：10±0.2mm

過渡圓弧半徑：20-25mm

數量：每組至少5個有效試樣

制備方法：機械加工（銑削或沖壓），確保邊緣光滑無缺口

五、測試流程

步驟一、試樣準備

用數顯卡尺測量試樣平行段的寬度和厚度（精確至0.01mm），取三點測量平均值

在試樣平行段用劃線器標出25mm的標距線

記錄環(huán)境溫濕度（標準條件：23±2℃，50±5%RH）

步驟二、設備準備

開啟試驗機電源，預熱30分鐘

安裝楔形夾具，調整夾具間距至約100mm

選擇拉伸測試程序，設置參數：

試驗速度：5mm/min

采樣頻率：50Hz

終止條件：試樣斷裂

步驟三、裝夾試樣

將試樣垂直對稱地夾持在上下夾具中

確保試樣縱軸與拉力方向一致

適當擰緊夾具，防止試樣滑移但不過度擠壓

步驟四、測試過程

點擊開始測試，試驗機以5mm/min速度勻速拉伸試樣

實時觀察力-位移曲線和試樣狀態(tài)

當試樣斷裂時，試驗自動停止

步驟五、數據記錄

記錄最大載荷、斷裂載荷、斷裂位移等原始數據

取出斷裂試樣，測量斷后標距

保存測試曲線和圖像

步驟六、重復測試

更換試樣，重復上述步驟，完成全部5個試樣的測試

六、數據處理

應力-應變曲線：根據原始數據繪制曲線

計算參數：

抗拉強度σt = Fmax/(b×d) [MPa]

斷裂伸長率ε = (L-L0)/L0×100%

彈性模量E = Δσ/Δε [GPa]

（其中Fmax為最大載荷，b為試樣寬度，d為厚度，L0為原始標距，L為斷后標距）

統(tǒng)計分析：計算各組數據的平均值、標準偏差和變異系數

七、注意事項

試樣邊緣必須光滑無缺陷，否則會影響測試結果

裝夾時應避免試樣偏心受力

測試過程中如出現試樣在夾具處斷裂，數據應作廢

不同批次材料應分開測試并做好標識

定期校準試驗機，確保測試精度

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