注塑材料的模数与应力开裂

几乎每个数据表上都提供了模数.大多数情况下,这作为拉伸模量或弯曲模量提供.

模量将应力与应变联系起来,可以被认为是刚度的量度.在大多数情况下,模量是在应力-应变曲线的线性区域中计算的.在非常低的应变下通常会失去线性.

图 1 显示了高度玻璃纤维增​​强尼龙 6/6 的应力-应变曲线早期部分的放大视图.虽然该材料在室温下的模量为 10600 MPa (1,537,000 psi),

但该图显示应力-应变图偏离线性度约为 0.4%.超过这一点,应力的每一次增量增加都会产生逐渐增加的相应应变.

 （43% 玻璃纤维增​​强尼龙 6/6 的拉伸应力-应变曲线的初始部分）

图 2 显示,虽然模数线的斜率反映了数据表中提供的值,连接原点和屈服点的线的有效斜率的斜率为该报告值的 40%.

因此,当使用模量作为选择属性时,了解应用应力在应力-应变曲线上的位置很重要.随着应用应力接近屈服点,产品的预期寿命会下降.
 （43% 玻璃纤维增​​强尼龙 6/6 的完整应力-应变曲线）

表 2 显示了聚碳酸酯材料在两种不同温度下作为时间函数的工作应力.在非常短的时间内,不到一小时,应力小与给定温度下的屈服应力几乎相同.

随着负载下应用的时间范围增加,允许工作应力下降.因此,当使用模量作为选择属性时,了解应用应力在应力-应变曲线上的位置很重要.

随着应用应力接近屈服点,产品的预期寿命会下降.表 2 显示了聚碳酸酯材料在两种不同温度下作为时间函数的大的工作应力.

在非常短的时间内,不到一小时,应力与给定温度下的屈服应力几乎相同.随着负载下应用的时间范围增加,允许工作应力下降.

因此,当使用模量作为选择属性时,了解应用应力在应力-应变曲线上的位置很重要.随着应用应力接近屈服点,产品的预期寿命会下降.

表 2 显示了聚碳酸酯材料在两种不同温度下作为时间函数的大的工作应力.在非常短的时间内,不到一小时,应力与给定温度下的屈服应力几乎相同.

随着负载下应用的时间范围增加,大的允许工作应力下降.表 2 显示了聚碳酸酯材料在两种不同温度下作为时间函数的大的工作应力.

在非常短的时间内,不到一小时,应力小的与给定温度下的屈服应力几乎相同.随着负载下应用时间范围的增加,大的允许工作应力下降.

表 2：聚碳酸酯在两种温度下的大的工作应力与时间的函数关系
时间（小时）	23 ° C 时的工作应力(psi)	60 ° C时的工作应力（psi）
0.01	9,200	7200
0.1	8,850	7000
1	8,450	6850
10	8,080	6450
100	7,700	6050
1,000	7,425	5800
10,000	7,100	5,100

表 2 显示了聚碳酸酯材料在两种不同温度下作为时间函数的大的工作应力.在非常短的时间内,不到一小时,应力小的与给定温度下的屈服应力几乎相同.

随着负载下应用的时间范围增加,最大允许工作应力下降.

 

应力开裂——塑料零件现场失效的常见原因

如果应用环境中存在一种能够引起称为“应力开裂”现象的化学品,则大的工作应力会下降.

表 3 显示了表 2 中相同聚碳酸酯的大的工作应力,其中恒定应力与作为应力开裂剂的流体的存在相结合.这表明机械性能与不存在该化学品时的性能相比有所下降.

塑料在应力和化学剂的共同影响下失效称为环境应力开裂 (ESC),它是塑料部件现场失效的常见原因.

表 3：在存在应力开裂剂的情况下，聚碳酸酯在两种温度下的大工作应力与时间的函数关系
时间（小时）	23 ° C 时的工作应力(psi)	60 ° C时的工作应力（psi）
0.01	7,900	5050
0.1	7,400	4000
1	6,800	3150
10	6,050	2400
100	5,400	1900
1,000	4,800	1575
10,000	4,200	1,200