拉伸試驗(yàn)是指在承受軸向拉伸載荷下測(cè)定材料特性的試驗(yàn)方法。利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長(zhǎng)率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。從高溫下進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)可以得到蠕變數(shù)據(jù)。拉伸試驗(yàn)是常用的一項(xiàng)力學(xué)試驗(yàn)。它是在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度和試驗(yàn)速度下，在試樣（通常為啞鈴型試樣）上沿縱軸向施加拉伸負(fù)荷，測(cè)定試樣破壞時(shí)的載荷，用載荷除以試樣的橫截面積即為拉伸強(qiáng)度。也就是說(shuō)單位面積所能承受的負(fù)荷即為拉伸強(qiáng)度。它是衡量塑料力學(xué)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。不同的塑料其力學(xué)性能是不同的，同種塑料不同牌號(hào)的塑料其力學(xué)性能也有很大差別，一般來(lái)說(shuō)同種塑料分子量越高拉伸強(qiáng)度越好。大部分塑料制品的標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定了拉伸強(qiáng)度要求，如塑料薄膜、塑料管材、塑料型材、塑料編織袋、塑料繩索等。拉伸強(qiáng)度較高的塑料主要有聚酰胺、氟塑料、聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚酰亞胺等，主要用來(lái)制造強(qiáng)度較高的工業(yè)配件等。
強(qiáng)度有兩種：一種是產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力，一種是被破壞時(shí)的應(yīng)力。前者叫屈服強(qiáng)度，后者叫極限強(qiáng)度。拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的區(qū)別在于受力情況不同，拉伸是受拉伸力，彎曲是受彎曲力。材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度是不相等的。塑性材料拉伸強(qiáng)度大于彎曲強(qiáng)度，脆性材料二者相差不多。
一、試驗(yàn)環(huán)境對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響
影響塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素有許多：如振動(dòng)、溫度、濕度、人員等，其中最主要的因素是溫度和濕度。GB/T1040中規(guī)定，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度為（ 23±2）℃ ，相對(duì)濕度為（50±10）% 。熱塑性塑料的拉伸性能測(cè)試受溫度的影響比較大，往往溫度偏高，拉伸強(qiáng)度偏低，伸長(zhǎng)率偏大，反之則相反。伴隨著溫度的逐漸上升，熱塑性塑料的拉伸性能也將逐漸由硬脆向粘強(qiáng)轉(zhuǎn)變，拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量隨之變小，而斷裂伸長(zhǎng)率將同步變大。實(shí)驗(yàn)相對(duì)濕度一般對(duì)吸水率比較大的塑料影響較大。一部分塑料吸水率增大以后，水分子在塑料中起到了偶聯(lián)劑和增韌劑的作用，從而影響該塑料的剛性和韌性。通過(guò)以上實(shí)踐可見(jiàn)，塑料的拉伸性能測(cè)試必須在恒溫恒濕條件下進(jìn)行。
二、材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響
材料試驗(yàn)機(jī)（又稱拉力機(jī)）是專門(mén)用于材料力學(xué)性能測(cè)試的儀器。市場(chǎng)上銷(xiāo)售主要適用于塑料板材、管材、異型材，塑料薄膜及橡膠、電線電纜、防水卷材、金屬絲等材料的各種物理機(jī)械性能測(cè)試。拉力機(jī)用來(lái)對(duì)金屬材料和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗(yàn)用的機(jī)械加力，拉力機(jī)夾具作為儀器的重要組成部分，不同的材料需要不同的夾具。這也是試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高低的一個(gè)重要因素。做拉伸、彎曲、剝離、壓縮、撕裂等試驗(yàn)中，拉伸試驗(yàn)是利用塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)、采用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試樣，在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測(cè)定材料的拉伸力、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)度等參數(shù)。測(cè)力傳感器精度、速度控制精度、夾具、同軸度和數(shù)據(jù)采集頻率等是材料試驗(yàn)機(jī)影響拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的主要因素。測(cè)力傳感器是材料試驗(yàn)機(jī)的核心部件，它的精度直接影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)和偏差大小。拉伸速度要求平穩(wěn)均勻，速度偏高或偏低都會(huì)影響拉伸結(jié)果。在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)夾具分離速度，以mm/mino為單位。夾具的設(shè)計(jì)主要是手動(dòng)和氣動(dòng)兩種。試驗(yàn)機(jī)的同軸度不好，拉伸位移偏大，拉伸強(qiáng)度有時(shí)將受到影響，結(jié)果偏小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的頻率也要適中，否則將影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)，峰值偏小。
三、試樣的制備與處理對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響
在做各種塑料試驗(yàn)時(shí)，都要按標(biāo)準(zhǔn)制成樣 (依據(jù)GB/T1040與受試材料有關(guān)的部分制樣)。制樣方式有兩種：一是用原材料制樣，另一種是從制品上直接取樣。用原材料制成試樣有幾種方法，包括模壓型、注塑成型、壓延成型或吹膜成型等，每種制樣過(guò)程都有符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。但不同方法制樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不具備可比性。同一種制樣方法，要求工藝參數(shù)（如模具結(jié)構(gòu)、成型溫度、成型壓力、冷卻速度等）和工藝過(guò)程也要相同，否則塑料的成型過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)如結(jié)晶度、分子取向等將有較大變化，直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。塑料原材料吹成膜后，再用制樣機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)切刀制成標(biāo)準(zhǔn)試樣。制樣切刀要規(guī)范鋒利，否則試樣會(huì)有毛邊或劃損等缺陷。試樣的厚度及寬度對(duì)結(jié)果影響很大，同一種塑料若試樣的尺寸不同，其拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果將有一定差異。所以在加工試樣、測(cè)量試樣尺寸時(shí)，特別要注意被測(cè)試樣的尺寸和公差是否在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍內(nèi)，試樣的尺寸規(guī)格要一致。試樣的厚度不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)也不同，厚度大的試樣，一般試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏小。也就是說(shuō)試樣越厚存在缺陷的概率越高。從塑料制品上直接取樣時(shí)，取樣位置要具有代表性，取樣時(shí)要遠(yuǎn)離邊緣和轉(zhuǎn)角部位，并變換不同的角度和更換不同的位置。注射模塑試樣往往后收縮較大，被測(cè)部位若出現(xiàn)輕微縮痕影響平整度要注意多測(cè)幾點(diǎn)，以得出其真實(shí)尺寸。試樣制備好后，要在恒溫性濕條件下放置處理，執(zhí)行GB/T1040 標(biāo)準(zhǔn)。在放置過(guò)程中，將引起分子量、分子構(gòu)型、物理狀態(tài)的變化，并能消除試樣內(nèi)存的殘余應(yīng)力。
四、檢測(cè)操作過(guò)程對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響
在對(duì)塑料使用塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)做拉伸檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)，拉伸速度變化，其力學(xué)行為也將發(fā)生改變。一般情況下，拉伸速度快應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度增大，而斷裂伸長(zhǎng)率將減小。因?yàn)樗芰蠈儆谡硰椥圆牧?，它的力松弛過(guò)程與變形速度緊密相關(guān)。應(yīng)力松弛需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程，當(dāng)?shù)退倮鞎r(shí)，分子鏈來(lái)得及位移、重排，塑料呈現(xiàn)韌性行為，表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度減小，斷裂伸長(zhǎng)率增大；高速拉伸時(shí)，分子鏈段的運(yùn)動(dòng)跟不上外力作用的速度，塑料呈現(xiàn)脆性行為，表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度增大，斷裂伸長(zhǎng)率減小。只有拉伸速度相同時(shí)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)才具有可比性。對(duì)不熟悉的材料，正式測(cè)試之前要進(jìn)行預(yù)測(cè)，以預(yù)知合適的負(fù)荷和速度等，為正式測(cè)試做好準(zhǔn)備。
五、數(shù)據(jù)處理對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響
數(shù)據(jù)處理是整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此與試驗(yàn)結(jié)果的精確程度有著密切的關(guān)系。 現(xiàn)在的材料試驗(yàn)機(jī)多數(shù)由計(jì)算機(jī)控制，數(shù)據(jù)處理已程序化，但是有些數(shù)據(jù)還是依靠人為測(cè)試和計(jì)算。如試樣尺寸、位移變化、伸長(zhǎng)率計(jì)算等。 數(shù)據(jù)的處理采取四舍五入的原則，要以測(cè)量誤差為依據(jù)，將測(cè)試得到的或計(jì)算得到的數(shù)據(jù)截取成所需要的位數(shù)，對(duì)舍去的位數(shù)按四舍五入處理（或省略掉）。
六、人員操作對(duì)塑料拉伸檢測(cè)的影響
試驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程都是在人的操作和控制下進(jìn)行的，人為因素不可避免地會(huì)影響到試驗(yàn)結(jié)果。即便是精細(xì)認(rèn)真有實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的人做試驗(yàn)，每次試驗(yàn)數(shù)據(jù)也都不會(huì)完全一致。人為因素涉及到取樣、制樣過(guò)程，試樣的處理，試驗(yàn)過(guò)程，數(shù)據(jù)處理等。做對(duì)比試驗(yàn)，最好同一人員操作，以保證得出正確的結(jié)論。
通過(guò)上述分析，從試驗(yàn)角度闡明，影響塑料拉伸檢測(cè)結(jié)果的因素有許多，除內(nèi)在因素外，還有試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)儀器、試樣制備與處理、操作過(guò)程、數(shù)據(jù)處理、人員操作等外部因素。這些外部因素有些屬客觀方面，如溫度、濕度等，有些屬主觀方面，如人員操作等，這些因素最終將影響試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)同一種塑料進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，有可能得出不盡相同的試驗(yàn)和檢測(cè)結(jié)果，要充分考慮并嚴(yán)格控制與試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確程度有關(guān)的外部因素，特別是主觀方面的外部因素，試驗(yàn)數(shù)據(jù)才具有可比性、一致性和準(zhǔn)確性。因此，試驗(yàn)人員必須具有高度的責(zé)任心，嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，日常加強(qiáng)對(duì)塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備要注意保養(yǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和自校，以保證實(shí)驗(yàn)時(shí)處于良好狀態(tài)，才能獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
常見(jiàn)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：
ASTM E8/E8M-13a
ASTM A370-12
EN ISO 6892-1 :2009
ISO 6892-1:2009
GB/T 228.1-2010
JIS Z 2241-2011
AS 1391-2007
ASTM B 557-10(鋁和鎂合金)
GB/T1040.2-2006
ISO 527-2:2012
塑料拉伸試驗(yàn)機(jī)
來(lái)源：天氏庫(kù)力 發(fā)布日期
2021-02-26 瀏覽：