橡胶拉伸测试，有图有真相

一、实验目的 1. 观察电子万能实验机操作以及拉伸实验的基本操作过程; 2. 通过橡胶拉伸测试实验，理解高分子材料拉伸时的力学性能，观察橡胶拉伸时的变形特点，测定橡胶材料的..

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橡胶拉伸测试，有图有真相

发布时间：2019-08-05 11:27:55 热度：0

　　一、实验目的
　　1. 观察电子万能实验机操作以及拉伸实验的基本操作过程;
　　2. 通过橡胶拉伸测试实验，理解高分子材料拉伸时的力学性能，观察橡胶拉伸时的变形特点，测定橡胶材料的弹性模量E，强度极限σb，伸长率δ和截面收缩率Ψ

　　二、实验设备
　　1. WDW3050型 50kN电子万能实验机;
　　2. 游标卡尺;
　　3. 橡胶材料试件一件。
　　三、实验原理
　　橡胶拉伸测试时，实验机可自动绘出橡胶的拉伸应力-应变曲线。图中曲线的最初阶段会呈曲线，这是由于试样头部在夹具内有滑动及实验机存在间隙等原因造成的。分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点，作为其坐标原点。橡胶的拉伸只有弹性阶段。拉伸曲线可以直观而又比较准确地反映出橡胶拉伸时的变形特征及受力和变形间的关系。
　　橡胶拉伸时，基本满足胡克定律，在应力-应变曲线上大致为一段直线，因此可以用这一段直线的斜率tanα来表示弹性模量E。为了更准确地计算出弹性模量的值，可以用Matlab对比例极限内的数据进行直线拟合，得到拟合直线的斜率，即为弹性模量的值。
　　四、实验数据记录

　　五、数据处理
　　1. 橡胶材料试件拉伸时的负荷-位移曲线：
　　

图1 橡胶材料拉伸的负荷-位移曲线

　　2. 由于橡胶材料试件的厚度与宽度在不断变化，这里只能用试件的初始横截面积来大致计算应力与应变，图像如下：

　　图2 橡胶材料拉伸的大致应力-应变曲线

　　3. 弹性模量。选取应力-应变曲线中部较为接近直线的数据，拟合后得到的直线图像如下图所示：

　　图3 应力-应变拟合曲线

　　由直线的斜率可得到橡胶材料的大致弹性模量E =7.906 MPa。
　　4. 强度极限约为：

　　5. 断裂前后试件的宽度与厚度没有发生变化，即横截面积没有发生变化，故断裂伸长率和截面伸缩率均为0。
　　橡胶拉伸测试的特点：
　　橡胶材料在拉伸时，只有弹性变形阶段，没有屈服阶段、强化阶段和局部收缩阶段。在弹性变形阶段中，除拉伸刚开始的部分外，负荷-位移曲线、应力-应变曲线基本为一条直线。橡胶材料被拉断后，断口截面均匀，没有较为明显的特征。

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