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三、彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)1基本原理彎曲強(qiáng)度是指采用簡支梁法，將試樣放在兩支點(diǎn)上，在兩支點(diǎn)間的試樣上施加集中載荷，使試樣變形直至破裂時的強(qiáng)度。σ f=×10 4(Pa)(4)式中：σ j—彎曲應(yīng)力(Pa)P—破壞載荷(N)；L—試驗(yàn)時試樣跨度(cm)；b—試樣寬度(cm)；h—試樣厚度(cm)。彎曲屈服強(qiáng)度是指某些非脆性材料，當(dāng)載荷達(dá)到某一值時，其變形繼續(xù)增加，而載荷不增加時的強(qiáng)度，即為破壞載荷?？砂词?4)計算屈服強(qiáng)度。彎曲強(qiáng)度嚴(yán)格講應(yīng)指繞彎曲下的強(qiáng)度。但是，上面介紹的測試方法(所謂“三點(diǎn)式”)是存在剪力影響的。為了解決這個問題，有人提出“四點(diǎn)式”加載方式測定彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量。“三點(diǎn)式”加載方式彎矩、剪力分布如圖15所示：“四點(diǎn)式”（如圖16）所示。從彎矩、剪力圖可看出，“四點(diǎn)式”加載方式試樣中間部分為純彎曲剪力為零。2影響彎曲強(qiáng)度的主要因素①試樣的影響試樣的加工：試樣最大厚度在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為10mm。板材試樣的厚度大于10mm時，用機(jī)械加工成10mm。加工方法基本上有兩種，即單面加工和雙面加工。對于雙面加工的試樣，測試結(jié)果會受到影響，若采用單面加工，在試驗(yàn)時將加工面朝上壓頭就會接受消除或消除其影響。試樣厚度：試樣最大厚度國外有的標(biāo)準(zhǔn)中可允許到35～50mm。根據(jù)用有機(jī)玻璃試驗(yàn)，也得出不同厚度對彎曲強(qiáng)度影響不大的結(jié)果。但是，試樣過厚對材料浪費(fèi)太大，所以在一般情況下，規(guī)定最大厚度為10mm。試樣寬度：試樣寬度一般對測試性能影響不大。如果試樣厚度大于10mm，為了使試樣具有平穩(wěn)狀態(tài)，應(yīng)隨著試樣厚度增大而寬度也相應(yīng)增大。②應(yīng)變率對彎曲強(qiáng)度的影響試樣受力彎曲變形時，橫截面上邊緣點(diǎn)處有最大的壓縮變形，所謂外層纖維應(yīng)變速率(Sr)是指在單位時間內(nèi)外層纖維相對變形的改變量。以每分鐘變形百分率表示。根據(jù)材料力學(xué)的推導(dǎo)，壓頭處的彎曲應(yīng)變速率與壓頭移動速度(亦稱試驗(yàn)速度)有以下關(guān)系：V=(5)當(dāng)x=a時，則“四點(diǎn)式”彎曲試驗(yàn)速度如下式：V f4=(6)當(dāng)式(6)中a=L/2時，就變?yōu)椤叭c(diǎn)式”彎曲試驗(yàn)速度：V β=(7)式中：a—“四點(diǎn)式”試樣支承點(diǎn)至加載點(diǎn)間距離(mm)；Sr—外層纖維應(yīng)變速率(％/min)。從上面公式看出，試驗(yàn)速度與應(yīng)變速率、試樣厚度、試驗(yàn)跨度有關(guān)。因此，必須對此有所控制。但是，彎曲應(yīng)變速率在測試過程中是不能直接觀察的，所以我們只能根據(jù)上述公式通過控制上下壓頭向下移動速度(V f)來實(shí)現(xiàn)。Vj稱為試驗(yàn)速度。③試驗(yàn)跨度的影響彎曲試驗(yàn)大多采用“三點(diǎn)式”方式進(jìn)行。這種方式在受力過程中，除受彎矩作用外，還受剪力的作用。故采用“三點(diǎn)式”方式進(jìn)行測試，對于反映塑料材料的真實(shí)性能是存在一定問題的。因此，國內(nèi)外有人提出采用“四點(diǎn)式”方式進(jìn)行測試。目前進(jìn)行工作較多的還是采用“三點(diǎn)式”方式，用合理的選擇跨度和試樣厚度比(L/d)來達(dá)到消除剪力影響的目的。試樣跨度與厚度比目前基本上有兩種情況，一種是L/d=10；另一種是L/d=16。從理論上看，最大剪應(yīng)力與最大正應(yīng)力之比為：　　　　　(8)從式中看出，L/d愈大，剪力所占的比愈小，當(dāng)L/d=10～4時，其剪力分配為5～12.5％。可見剪力效應(yīng)對試樣彎曲強(qiáng)度的影響是隨著試樣所采用跨度與試樣厚度比值的增大而減小的。但是，跨度太大則撓度也增大，且試樣兩個支承點(diǎn)的滑移也影響其測試結(jié)果。圖16所示是幾種塑料材料試驗(yàn)跨度和試樣厚度比不同與彎曲強(qiáng)度的關(guān)系。由圖看出，隨著L/d的增大，不同其彎曲強(qiáng)度的變化規(guī)律是不一樣的。其中對3號和4號試樣L/d在10以下，隨著L/d減小彎曲強(qiáng)度降低，其他材料則在L/d為6～20之間基本上沒有變化。(待續(xù))