拉力机拉伸试验—复合材料

拉力机拉伸试验—复合材料，如果人们拉扯一种材料直到其破裂，人们可以找到许多有关材料的各种强度和机械性能的信息。在这个实验中，我们将检查三种不同复合纤维材料的拉伸性能。它们具有相似的用途，但性质却大不相同。
1、试验工序：
用设备在两端抓住材料，该设备在片材上缓慢地沿长度方向拉动，直到其破裂。拉力称为负载，它是针对材料长度变化或位移绘制的。载荷被转换为应力值，位移被转换为应变值。
2、试验材料：
测试材料为玻璃纤维，杜邦材料和碳纤维复合材料。这三种复合材料，复合材料是两种或多种单独材料的组合，目的是生产具有任何一种单一材料都没有的独特性能的材料。所有这些复合材料均使用环氧树脂作为基质，从而像各种材料的纤维排列一样“粘合”织物。环氧树脂是热固性网络聚合物，虽然非常坚硬，但很脆，但很脆弱。具有不同外观的材料的三个狭窄部分。
所有织物的“重量”相同，这是织物尺寸或平方码重量的度量。左上方显示了由玻璃纤维制成的纤维材料的示例。

杜邦材料（Kevlar）非常相似，只是颜色是黄色。碳具有黑色。在这种情况下使用的样品是使用喷水锯从较大的材料上切下来的三个哑铃状的样品。 

3、三种复合材料的特性：

材料特性	玻璃纤维	杜邦材料	碳纤维
密度	差	优秀	优秀
抗拉强度	一般	好	优秀
抗压强度	好	差	优秀
刚性	一般	好	一般
抗疲劳	优秀，好	优秀	好
耐磨性	一般	优秀	一般
打磨/机加工	优秀	差	优秀
电导率	差	差	优秀
耐热性	优秀	一般	优秀
防潮性	好	一般	好
树脂相容性	优秀	一般	优秀
成本	优秀	一般	差

4、拉伸试验至断裂用时：
拉力机拉动材料的两端直到其破裂。 材料1-玻璃纤维：用时-00:00
材料2-杜邦材料：用时-01:10
材料3-碳纤维：用时-03:09

5、拉伸试验数据：

1）玻璃纤维原始数据

位移从零增加到5毫米多一点。负载在几乎垂直下降之前，几乎从0线性增加到大约12 kN。

2）校正的玻璃纤维数据

工程应变从零增加到约0.10。工程应力从零到大约170 MPa线性增加，即断裂强度。模量为1.7GPa。
3）杜邦材料的校正数据

工程应变从零增加到约0.11。工程应力从零增加到大约265 MPa，即断裂强度。模量为2.3GPa。
4）碳纤维校正数据

 
工程应变从零增加到约0.10。工程应力从零线性增加到大约580 MPa，即断裂强度。模量为5.7GPa。
6、结论
碳纤维复合材料具有比其他材料高得多的拉伸强度和弹性模量。请注意，它们全部以“脆性”方式断裂，
因为曲线是线性的，直到在高载荷下曲线断裂或断裂而没有弯曲。因此，在此测试期间，原始形状没有永久性变化，因此也没有延展性。