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¿Cómo se calcula el alargamiento en una prueba de tracción? November 23,2021.

tensile strength measurement device

La prueba de resistencia a la tracción es simple y fácil de operar, y la preparación de la muestra es conveniente, por lo que es una de las pruebas más utilizadas en las propiedades mecánicas de los materiales. La deformación elástica, la deformación plástica, la fractura y otras etapas en la prueba de tracción pueden reflejar verdaderamente todo el proceso de resistencia del material a las fuerzas externas. Por lo tanto, la prueba de tracción es de gran valor de referencia para la prueba de materiales metálicos, materiales de caucho y materiales plásticos. Hay muchos indicadores que se pueden probar en probar las propiedades de tracción de los plásticos . pero el resumen de dos puntos es en realidad los datos de resistencia y plasticidad del material. Los indicadores clave de estos dos puntos son la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura. Hoy aprenderemos más sobre estos dos indicadores.

I、 resistencia a la tracción, alargamiento a la rotura de las respectivas definiciones 1, la resistencia a la tracción es la deformación plástica uniforme máxima de la tensión del material. En el ensayo de tracción, la resistencia a la tracción de la muestra hasta la rotura del esfuerzo de tracción máximo es la resistencia a la tracción. 2, el alargamiento en la rotura se expresa como un porcentaje (%), generalmente se refiere a la relación entre el desplazamiento de la muestra y la longitud original en la rotura

II 、 La diferencia entre elongación a la rotura y elongación El proceso de estiramiento de un material suele implicar una fase de deformación plástica, en la que la deformación plástica se produce después del límite de elasticidad y la fractura después de que se alcanza el punto de ruptura. Por lo tanto, el alargamiento a la rotura suele ser el alargamiento de todo el proceso, mientras que el alargamiento suele ser solo el porcentaje de alargamiento en la etapa en la que se produce la deformación plástica.

III 、 Resistencia a la tracción, elongación en las consideraciones de prueba de rotura 1, la longitud de la muestra de la prueba de tracción: cuanto más larga es la longitud, mayor es la posibilidad de anillos débiles, menor es la resistencia. Debido a que la resistencia a lo largo de la fibra no es uniforme, la fibra siempre se rompe en el punto más débil. Cuanto más larga sea la muestra, mayor será la probabilidad de que el nudo de bucle débil sea el más delgado, mayor será la posibilidad de daño y la resistencia disminuye 2, el número de muestras en la prueba de tracción: cuanto mayor es el número de raíces, menor es la resistencia de una sola fibra. Porque cuanto mayor es el número de fibras en el haz, menor es la resistencia promedio de una sola fibra calculada a partir de la resistencia del haz, y la resistencia promedio es menor que una sola medición. 3, la velocidad de tracción de la prueba de tracción: a mayor velocidad, mayor resistencia y mayor módulo inicial. En condiciones normales, a medida que aumenta la velocidad de tracción, aumentan la resistencia a la rotura, el módulo inicial y el límite elástico, y no hay regularidad en el alargamiento a la rotura.

IV 、 Los factores que afectan las propiedades de tracción de las fibras (a) el impacto de la estructura interna en la resistencia a la tracción 1, estructura macromolecular (flexibilidad macromolecular, polimerización macromolecular): la fractura de la fibra depende del deslizamiento relativo de las macromoléculas y la fractura de la cadena molecular. Cuanto menor es el grado medio de polimerización de las macromoléculas, menor es la fuerza de unión de las macromoléculas, más fácil es el deslizamiento, menor es la resistencia de la fibra, mayor es el alargamiento; por el contrario, cuanto mayor es el grado medio de polimerización de las macromoléculas, mayor es la fuerza de unión de las macromoléculas, menor es el deslizamiento posible, por lo que cuanto mayor es la resistencia de la fibra, menor es la tasa de alargamiento. 2, estructura molecular (orientación, cristalinidad): cuanto mayor es la orientación, más paralela es la disposición de las macromoléculas, más macromoléculas sometidas a tensión durante el proceso de estiramiento, cuanto más grande es la fibra, mayor es la resistencia, menor es el alargamiento en la rotura . Los defectos del agujero agrietado, la estructura morfológica y la falta de homogeneidad en la fibra conducen a una reducción de la resistencia. (ii) El efecto del ambiente externo sobre la resistencia a la tracción Temperatura y humedad: La temperatura y la humedad del aire afectan la temperatura y la humedad de la fibra, así como el retorno de la humedad, lo que afecta la resistencia de la fibra. El efecto de la temperatura en varias fibras no es el mismo, pero todas tienen una regla general: en las condiciones de alto retorno de humedad de la fibra, alta temperatura y alta energía térmica de las macromoléculas de fibra, se mejora la flexibilidad de las macromoléculas, la fuerza de unión entre las moléculas se debilita, se reduce la resistencia de la fibra, se aumenta el alargamiento a la rotura y se reduce el módulo de tracción. La mayoría de las fibras aumentan con la humedad relativa, el contenido de humedad en la fibra aumenta, cuanto más débil es la unión intermolecular, más floja es la zona cristalina y, por lo tanto, disminuye la resistencia de la fibra, aumenta el alargamiento y disminuye el módulo inicial. Sin embargo, la resistencia a la rotura y el alargamiento a la rotura de la lana de celulosa natural y el cáñamo aumentan con el aumento de la humedad relativa. Entre las fibras químicas, el poliéster y el polipropileno son esencialmente no higroscópicos y su resistencia y alargamiento apenas se ven afectados por la humedad relativa. El efecto de la humedad relativa sobre la resistencia y el alargamiento de la fibra varía según la resistencia de cada propiedad higroscópica. Cuanto mayor es la capacidad higroscópica, más significativo es el efecto, y cuanto menor es la capacidad higroscópica, menos importante es.

V 、 Mecanismo de rotura por tracción y alargamiento Cuando la fibra comienza a tensarse, su deformación es principalmente la fibra que estira la propia cadena macromolecular, es decir, la longitud de unión y la deformación del ángulo de unión. La curva de tracción está cerca de una línea recta, básicamente en línea con la ley de Hooke. Cuando la fuerza externa aumenta más, las cadenas macromoleculares en la región amorfa superan las fuerzas de enlace subvalente entre las cadenas moleculares y se estiran y orientan más. En este punto, parte de la cadena macromolecular se endereza y la tensión puede separarse y ser irregular. Extracción de la parte de cristal. La rotura de enlaces subvalentes conduce a un deslizamiento de dislocación gradual de las macromoléculas en la región amorfa, una deformación relativamente significativa de la fibra y una disminución gradual del módulo, lo que conduce a que la fibra entre en la zona de fluencia. Cuando las cadenas macromoleculares de la fibra de dislocación-deslizamiento son esencialmente paralelas en elongación, el espaciamiento macromolecular es estrecho y se pueden formar nuevos enlaces subvalentes entre las cadenas moleculares. En este punto, la fibra se estira y deforma continuamente principalmente por las longitudes de enlace de las cadenas moleculares, el cambio de ángulos de enlace y la rotura de enlaces secundarios. Al entrar en la zona de refuerzo, el módulo de la fibra aumenta nuevamente hasta llegar a la rotura de un gran número de enlaces de valencia en el esqueleto macromolecular de la fibra, lo que conduce a la desintegración de la fibra. La rotura de la fibra se debe a: rotura de la columna vertebral macromolecular; pérdida por deslizamiento entre macromoléculas. El alargamiento de la fibra es causado por: enderezamiento y alargamiento de las macromoléculas (cambio en la longitud y el ángulo de enlace); mejora en la orientación; y deslizamiento entre macromoléculas.

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