拉力機拉伸試驗—複合材料

拉力機拉伸試驗—複合材料，如果人們拉扯一種材料直到其破裂，人們可以找到許多有關材料的各種強度和機械性能的信息。在這個實驗中，我們將檢查三種不同複合纖維材料的拉伸性能。它們具有相似的用途，但性質卻大不相同。
1、試驗工序：
用設備在兩端抓住材料，該設備在片材上緩慢地沿長度方向拉動，直到其破裂。拉力稱為負載，它是針對材料長度變化或位移繪製的。載荷被轉換為應力值，位移被轉換為應變值。
2、試驗材料：
測試材料為玻璃纖維，杜邦材料和碳纖維複合材料。這三種複合材料，複合材料是兩種或多種單獨材料的組合，目的是生產具有任何一種單一材料都沒有的獨特性能的材料。所有這些複合材料均使用環氧樹脂作為基質，從而像各種材料的纖維排列一樣“粘合”織物。環氧樹脂是熱固性網絡聚合物，雖然非常堅硬，但很脆，但很脆弱。具有不同外觀的材料的三個狹窄部分。
所有織物的“重量”相同，這是織物尺寸或平方碼重量的度量。左上方顯示了由玻璃纖維製成的纖維材料的示例。

杜邦材料（Kevlar）非常相似，隻是顏色是黃色。碳具有黑色。在這種情況下使用的樣品是使用噴水鋸從較大的材料上切下來的三個啞鈴狀的樣品。 

3、三種複合材料的特性：

材料特性	玻璃纖維	杜邦材料	碳纖維
密度	差	優秀	優秀
抗拉強度	一般	好	優秀
抗壓強度	好	差	優秀
剛性	一般	好	一般
抗疲勞	優秀，好	優秀	好
耐磨性	一般	優秀	一般
打磨/機加工	優秀	差	優秀
電導率	差	差	優秀
耐熱性	優秀	一般	優秀
防潮性	好	一般	好
樹脂相容性	優秀	一般	優秀
成本	優秀	一般	差

4、拉伸試驗至斷裂用時：
拉力機拉動材料的兩端直到其破裂。 材料1-玻璃纖維：用時-00:00
材料2-杜邦材料：用時-01:10
材料3-碳纖維：用時-03:09

5、拉伸試驗數據：

1）玻璃纖維原始數據

位移從零增加到5毫米多一點。負載在幾乎垂直下降之前，幾乎從0線性增加到大約12 kN。

2）校正的玻璃纖維數據

工程應變從零增加到約0.10。工程應力從零到大約170 MPa線性增加，即斷裂強度。模量為1.7GPa。
3）杜邦材料的校正數據

工程應變從零增加到約0.11。工程應力從零增加到大約265 MPa，即斷裂強度。模量為2.3GPa。
4）碳纖維校正數據

 
工程應變從零增加到約0.10。工程應力從零線性增加到大約580 MPa，即斷裂強度。模量為5.7GPa。
6、結論
碳纖維複合材料具有比其他材料高得多的拉伸強度和彈性模量。請注意，它們全部以“脆性”方式斷裂，
因為曲線是線性的，直到在高載荷下曲線斷裂或斷裂而沒有彎曲。因此，在此測試期間，原始形狀沒有永久性變化，因此也沒有延展性。