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力學(xué)性能（拉伸性能、直角撕裂強(qiáng)度）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-02 10:17:50 更新時(shí)間：2025-08-01 10:17:51

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

力學(xué)性能（拉伸性能、直角撕裂強(qiáng)度）檢測(cè)

材料的力學(xué)性能是其抵抗外力作用能力的關(guān)鍵指標(biāo)，直接決定產(chǎn)品的可靠性、耐久性與安全性。其中，拉伸性能和直角撕裂強(qiáng)度是評(píng)估高分子材料（如橡膠、塑料、薄膜、涂層、紡織品等）在受力狀態(tài)下行為的最基礎(chǔ)且最重要的性能參數(shù)。拉伸性能反映了材料在均勻拉伸載荷下的強(qiáng)度、延展性和剛度，涵蓋多項(xiàng)具體指標(biāo)；而直角撕裂強(qiáng)度則專門(mén)表征材料抵抗裂紋擴(kuò)展或沿特定方向（通常垂直于施加力方向）被撕開(kāi)的能力。對(duì)這些性能進(jìn)行精確檢測(cè)，對(duì)于材料研發(fā)、配方優(yōu)化、生產(chǎn)工藝控制、產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收及失效分析等環(huán)節(jié)具有至關(guān)重要的意義。

檢測(cè)項(xiàng)目

力學(xué)性能檢測(cè)的核心項(xiàng)目包括：

1. 拉伸性能：

拉伸強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）：試樣在拉伸斷裂過(guò)程中所能承受的最大應(yīng)力（單位：MPa）。
斷裂伸長(zhǎng)率：試樣斷裂時(shí)的長(zhǎng)度相對(duì)于原始標(biāo)距長(zhǎng)度的增量百分比（%）。反映材料的延展性或韌性。
屈服強(qiáng)度：對(duì)于有明顯屈服點(diǎn)的材料（如許多塑料），指材料開(kāi)始產(chǎn)生顯著塑性變形時(shí)的應(yīng)力（MPa）。
彈性模量（楊氏模量）：材料在彈性變形階段內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值（MPa）。反映材料的剛性或抵抗彈性變形的能力。
定伸應(yīng)力/定應(yīng)力伸長(zhǎng)率：在特定伸長(zhǎng)率下（如100%，300%）對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，或在特定應(yīng)力下對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)率。

2. 直角撕裂強(qiáng)度： 測(cè)量在特定角度（通常為90°）切口下，試樣抵抗撕裂擴(kuò)展所需的最大力（單位：N 或 kN/m）。它特別適用于評(píng)估薄膜、軟質(zhì)片材、涂層及橡膠制品抵抗裂口繼續(xù)擴(kuò)大的能力。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行拉伸性能和直角撕裂強(qiáng)度檢測(cè)的核心設(shè)備是：

電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)：

組成：主要包括高剛性主機(jī)框架、精密伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高精度負(fù)荷傳感器（力值測(cè)量范圍覆蓋檢測(cè)需求）、精密位移/變形測(cè)量裝置（如引伸計(jì)）、上下夾具（拉伸夾具、撕裂夾具）以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集分析軟件。
功能：能夠按照設(shè)定的速度（恒定速度或程序變化）對(duì)試樣施加拉伸力，實(shí)時(shí)同步精確測(cè)量力值、位移、變形（若使用引伸計(jì)），并自動(dòng)繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線，計(jì)算各項(xiàng)性能參數(shù)。
關(guān)鍵要求：力值測(cè)量精度高（通常要求優(yōu)于±0.5%）、位移控制精確、夾具夾持牢固可靠且不打滑、測(cè)試速度范圍滿足標(biāo)準(zhǔn)要求、軟件功能完備（符合標(biāo)準(zhǔn)算法、報(bào)告生成）。對(duì)于撕裂測(cè)試，需配備專門(mén)的直角撕裂夾具。

檢測(cè)方法

檢測(cè)流程嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要步驟概述如下：

1. 試樣制備： 按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如GB/T 1040, GB/T 529, ISO 37, ISO 34-1, ASTM D638, ASTM D412, ASTM D624等）的形狀（啞鈴型、條狀等）、尺寸和數(shù)量裁切試樣。邊緣應(yīng)光滑無(wú)缺口，避免應(yīng)力集中。試樣需在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境下?tīng)顟B(tài)調(diào)節(jié)足夠時(shí)間（通常23±2℃, 50±10% RH，48小時(shí)以上）。

2. 測(cè)量尺寸： 精確測(cè)量試樣的寬度、厚度（至少三點(diǎn)取平均）或截面積，用于計(jì)算應(yīng)力。

3. 裝夾試樣：

拉伸測(cè)試： 將試樣兩端對(duì)稱、豎直地夾緊在試驗(yàn)機(jī)的上下拉伸夾具中，確保試樣縱軸與拉力方向重合，避免產(chǎn)生扭曲或附加彎曲應(yīng)力。
直角撕裂測(cè)試： 將帶有特定切口（通常為直角方向的一個(gè)小切口）的試樣，安裝到專用的直角撕裂夾具上，使撕裂方向與施力方向垂直。

4. 設(shè)定參數(shù)： 在試驗(yàn)機(jī)控制軟件中設(shè)定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、試樣信息、測(cè)試速度（拉伸測(cè)試速度通常在50-500 mm/min范圍內(nèi)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇，撕裂速度也有規(guī)定如50 mm/min）、需要采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)（力、位移、變形等）以及結(jié)果計(jì)算要求。

5. 進(jìn)行測(cè)試： 啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，按設(shè)定速度勻速拉伸或撕裂試樣，直至斷裂。軟件實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線。

6. 結(jié)果分析： 測(cè)試結(jié)束后，軟件根據(jù)預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)算法自動(dòng)計(jì)算并報(bào)告各項(xiàng)性能參數(shù)（拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度等）。需檢查曲線的有效性，剔除異常結(jié)果（如夾具打滑、試樣在夾持處斷裂等）。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

力學(xué)性能（拉伸、撕裂）檢測(cè)必須嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)國(guó)際、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以確保結(jié)果的可比性和權(quán)威性。常用標(biāo)準(zhǔn)包括：

通用/塑料材料：

GB/T 1040.1~5-2006 / ISO 527-1~5: 塑料拉伸性能的測(cè)定（針對(duì)不同類型的塑料和試樣形狀）。
GB/T 529-2008 / ISO 34-1:2015 / ASTM D624-00(2012): 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定（第1部分：褲形、直角形和新月形試樣）。其中GB/T 529-2008主要規(guī)定了直角撕裂（無(wú)割口直角撕裂法）和褲形撕裂方法。
ASTM D638-14: 塑料材料拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。
ASTM D412-16: 硫化橡膠和熱塑性彈性體拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。

薄膜/薄片材料：

GB/T 13022-1991 / ISO 1184:1983: 塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法 (已被GB/T 1040.3替代參考，但仍有應(yīng)用)。
ASTM D882-18: 薄塑料片材拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。

紡織品/涂層/其他： 相關(guān)材料也有其特定的拉伸和撕裂測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（如紡織品的GB/T 3923.1/2）。選擇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)務(wù)必明確材料類型、應(yīng)用領(lǐng)域及客戶要求。

綜上所述，對(duì)材料的拉伸性能和直角撕裂強(qiáng)度進(jìn)行科學(xué)、規(guī)范的檢測(cè)，是保障材料質(zhì)量和產(chǎn)品性能不可或缺的技術(shù)手段。通過(guò)選擇合適的檢測(cè)項(xiàng)目、使用精密的電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法操作并依據(jù)權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，才能獲得準(zhǔn)確可靠的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。