三點彎曲支座斷裂韌性樹脂

⑴ 三點彎曲試驗和四點彎曲的區別試驗

三點彎曲試驗機和四點彎曲試驗機的區別：（1）載入方式不同。（2）抗彎強度不同。
三點彎曲定義：
測量材料彎曲性能的一種試驗方法。將條狀試樣平放於彎曲試驗夾具中，形成簡支梁形式，支撐試樣的兩個下支撐點間的距離視試樣長度可調，而試樣上方只有一個載入點。
四點彎曲定義：
測量材料彎曲性能的一種試驗方法。將條狀試樣平放於彎曲試驗夾具中，形成簡支梁形式，支撐試樣的兩個下支撐點間的距離視試樣長度可調，試樣上方有兩個對稱的載入點。
抗彎強度：試樣彎曲斷裂前達到的最大彎曲力，按照載入方式和試樣形狀，抗彎強度有不同的計算方式。對於寬度為b，高度為h的矩形試樣
三點彎曲公式：S=3FL/2bh?2;
四點彎曲公式：S=FL/bh?2;（美國標准）

⑵ 三點彎曲測試能夠得到哪些物理量

拉伸：最大力、拉伸強度、斷裂伸長率、彈性模量等
彎曲：最大力、彎曲強度、撓度、彈性模量等
壓縮：最大力、壓縮強度、屈服強度、彈性模量等

⑶ 斷裂韌性的測試方法

測試試樣表面先拋光成鏡面，在顯微硬度儀上，以10Kg負載在拋光表面用硬度計的錐形金剛石壓頭產生一壓痕，這樣在壓痕的四個頂點就產生了預制裂紋。根據壓痕載荷P和壓痕裂紋擴展長度C計算出斷裂韌性數值（KIC）。 計算公式為：
E為楊氏模量，例如對於Si3N4系統一般取300GPa。公式中載荷P單位為N, 裂紋長度C單位為mm, 顯微硬度HV單位為GPa。
目前國內常用的斷裂韌性試樣有兩種：
1）三點彎曲試樣SE（B）
2）緊湊拉伸試樣C（T） 在試樣中間開一裂紋，通過三點或四點抗彎斷裂測試，計算材料的斷裂韌性。
·IM法比SENB法簡便經濟，但測得的數據不如SENB法可靠；
·SENB法是普遍公認的標准測試方法；
·為了實際方便，要對IM法測試公式修正，使結果更接近SENB法。

⑷ 岩石斷裂韌度的K_ⅠC測試方法

1970年以來，斷裂力學已開始應用到岩石力學中，開始是應用斷裂力學的試驗方法來研究岩石的斷裂過程，以後大量的研究工作都集中在岩石斷裂韌度的測試上。斷裂韌度是材料的一種固有屬性，它表示材料抵抗裂紋擴展的能力，也就是處於極限狀態的應力強度因子。岩石斷裂力學的理論和試驗表明，岩石K_ⅠC確實存在。但由於岩石材料和金屬材料無論在結構上還是在破壞機理上都有很大的不同，因此岩石的K_ⅠC測試方法不能完全套用金屬材料的K_ⅠC測試方法與規范。

（1）岩石試件最小尺寸達260mm，給試驗帶來很大困難。這是因為岩石的晶粒尺寸為毫米級，而晶粒尺寸與試件尺寸和裂紋尺寸需保持一定的關系，以滿足均質性要求。一般要求平均晶粒尺寸遠小於試件尺寸和裂紋尺寸，但目前尚未建立定量關系。

（2）按金屬規范，在疲勞預裂中，當K_Imax/K_ⅠC≤0.6時，幾乎無法引發岩石裂紋的預裂。它常常在K_Imax/K_ⅠC=0.8～0.95之間時才產生。因此在進行岩石斷裂韌度測試中，需要進行岩石顆粒直徑、彈性模量、抗拉強度等力學性質的測定。

（3）試驗前的裂紋長度（包括預裂部分）往往小於0.45～0.55W范圍（W為試樣寬度）。

（4）岩石的均質性比金屬差，天然岩石具有定向的構造裂隙和隨機分布的節理和裂紋，且岩石性狀與地壓因素關系密切。此外岩石性質還受地下水、地溫、熱力成岩作用等的影響。

由上可見，必須結合岩石破裂機理來研究岩石的斷裂韌度。1984年，國際岩石力學學會（ISRM）專門成立了岩石K_ⅠC測試小組，著手制定岩石K_ⅠC測試規范。我國也於同年召開了岩石K_ⅠC測試方法座談會。近年來我國已對花崗岩、大理岩、砂岩、流紋岩等多種岩石進行了K_ⅠC測試。

通常用於測定岩石斷裂韌度的方法有以下幾大類：短圓棒試件、扭轉試驗、梁的彎曲試驗和圓盤試驗。其中，梁的三點彎曲試驗常被採用。具體來講，曾被用來測試岩石Ⅰ型斷裂韌度的方法及試樣類型有：中心直裂紋試樣（CSCBD）、單邊切槽裂紋試樣（SECBD）、不預制裂紋的巴西圓盤測試（BDT）、修正的圓盤測試（MRT）、壓痕試驗（IT）、徑向裂紋環狀試驗（RCRT）、修正環狀試驗（MRT）、單邊切槽半圓盤三點彎試樣（HDB）、環形盤緊湊拉伸試樣、軸向切槽圓棒壓縮開裂試驗（ACRBC）、單邊切槽圓棒彎曲試驗（SENRBB）、環向切槽圓棒彎曲試驗（CNRBB）、環向切槽圓棒離心載入試驗（NRBEL）、環向切槽圓棒拉伸試驗（CNRBT）、預制裂紋空心筒內壓測試或爆破測試、單邊直裂紋三點彎曲梁測試（SC3PB）、單邊直裂紋四點彎曲梁測試（SC4PB）、雙扭測試（DT）、雙懸臂梁撕裂試驗（DCB）、緊湊拉伸試驗（CT）、邊切槽圓盤劈裂試驗（END）、厚壁圓筒試驗（TWC）、點荷載試驗等。

迄今為止，岩石Ⅰ型斷裂韌度測試較為常用的試樣類型主要有：單邊直裂紋三點彎曲梁試樣（SC3PB）、V形切槽三點彎曲圓梁試樣（CB）、V形切槽短棒試樣（SR）、V形切槽巴西圓盤試樣（CCNBD）。此外，緊湊拉伸試驗（CT）、單邊切槽圓棒彎曲試驗（SENRBB）及雙扭測試（DT）、厚壁圓筒試驗（TWC）等方法也被廣泛採用。

隨著岩石斷裂韌度測試方法不斷涌現，岩石斷力學及斷裂韌度測試方法研究已經越來越成為岩石力學界和工程學界研究的熱點。然而各種不同的測試方法所得的斷裂韌度值存在較大差異，相互之間可比性差，這樣就不利於獲取可靠的岩石斷裂韌度值。因此，迫切需要研究建立標準的岩石斷裂韌度測試方法，以獲得統一可靠的岩石斷裂韌度值。

為了提供一些能夠較理想地測出岩石斷裂韌度值的試驗方法，美國材料與測試協會（ASTM）於1984年提出了單邊直裂紋三點彎曲梁試樣（圖7-7（a）），並給出了相關的幾何尺寸及計算方法。另外，國際岩石力學學會（ISRM）也先後提出了兩種用於測定岩石斷裂韌度的建議方法，共有三種試樣類型：1988年推薦的V形切槽三點彎曲圓梁試樣（圖7-7（b））、V形切槽短圓棒試樣（圖7-7（c））和1995年提出的V形切槽巴西圓盤試樣（圖7-7（d））。

圖7-7 岩石Ⅰ型斷裂韌度建議測試方法試樣類型及載入示意圖

利用單邊直裂紋三點彎曲梁進行岩石斷裂韌度測試時，尺寸要求如下：

岩石斷裂與損傷

試驗要求記錄F-Δ（載入點位移）或F-v（裂紋嘴張開位移）；載入速率應使應力強度因子的增加量控制在100～500kg·mm^3/2之內；重要的是求裂紋擴展時的載荷和裂紋長度。當採用人工切口進行斷裂試驗時，臨界載荷一般採用最大值，裂紋長度等於人工切口長，各種參數較易確定。當採用預制裂紋試件時，裂紋長度在我國採用染色法測定，在國外大部分採用柔度標定法確定，即在一組同一材料的三點彎曲試樣上分別切出不同長度的窄槽作為裂紋，對每個試樣記錄F-v曲線，如圖7-8（a），利用曲線初始部分的斜率可求出柔度c=Δv/ΔF，由不同裂紋長度作出c-a曲線，如圖7-8（b）所示，即可由不同瞬時的c反推相應的裂紋長度。在預裂試樣中，用降低5%的割線確定臨界載荷。條件斷裂韌度K_Q按式（7-10）計算：

岩石斷裂與損傷

式中：F_Q為臨界載荷。

圖7-8 三點彎曲試樣的F-v曲線和c-a曲線

人們利用三點彎曲試樣測得：灰岩K_ⅠC=6.65MPa·m^1/2，閃長岩K_ⅠC=1.076MPa·m^1/2，玄武岩K_ⅠC=2.31MPa·m^1/2，細粒正長岩K_ⅠC=15MPa·m^1/2。

圖7-7（b）為三點彎曲圓梁試樣（chevron notched three-point bend round bar specimen——CB），具有基於岩心的特色，因此很快就得到了岩石力學界的廣泛認可。但用三點彎曲試樣對較硬的岩石（如大理岩、花崗岩等）試驗後進行非線性修正時，修正後的斷裂韌度反而小於未進行修正的，這顯然是不合理的。其原因一方面是與試件形狀有關，另一方面與岩石顆粒尺寸有關。三點彎曲試件的臨界裂紋長度a_c與起始裂紋長a₀之差比下面介紹的短棒試件小。對像花崗岩一樣的晶粒岩石，裂紋的前沿呈折線形，且偏離中線。用三點彎曲試件做斷裂試驗時，當裂紋從V形切口尖端「砰入」時，往往達到或超過a_c，造成在試驗時載荷-載荷點位移曲線在載荷較低時就發生彎曲，非線性加大，非線性修正時的臨界載荷值偏低，造成修正後的斷裂韌度反而小於未進行修正的。

1977年Barker提出用短棒試驗法測定岩石的平面應變斷裂韌度，該方法的最大特點是試件不需要預制疲勞裂紋，試驗只需測定一個載荷數據即能求出K_ⅠC。特別適用於脆性材料K_ⅠC的測試。Barker短棒試驗法試樣是圓柱形的，沿軸向在試樣中間切一細槽，槽底部呈倒V字形，如圖7-7（c）所示，一般取W=1.45D。

試驗時在圓柱端面開槽處垂直於槽面載入荷F，當F達到一定值後，槽底尖根處首先出現裂紋，並隨F值的增大，裂紋逐漸擴展，尺寸a也不斷擴大，當裂紋擴展到某一臨界值時，開始進入失穩擴展階段，載荷F逐漸減小，其最大值為臨界狀態的載荷F_Q，此時裂紋長度為a_c。

斷裂韌度的計算公式為

岩石斷裂與損傷

式中：a₀為裂紋尖端到頂部長；D為短棒試件直徑；W為試件高度；F_Q為臨界載荷。

Barker對各種鋼和鋁合金試件所做試驗表明：短棒試驗測出的K_ⅠC比標准三點彎曲試驗的測定值略低。據此，人們測出粉砂岩在乾燥岩樣情況下的K_ⅠC=0.728MPa·m^1/2；在飽和水中K_ⅠC=0.442MPa·m^1/2。花崗岩K_ⅠC=1.97MPa·m^1/2，大理岩K_ⅠC=1.87MPa·m^1/2。

V形（也稱人字形）切槽巴西圓盤試樣（cracked chevron notched Brazilian disc——CCNBD）如圖7-7（d）所示。這種試樣體積小，卻有較高的臨界載荷，同時該試樣載入方便，對試驗設備要求不高，允許較大的試樣加工誤差以及簡單的試驗程序。另外CCNBD試樣避免了直裂紋巴西圓盤試樣難於直接加工預制裂縫的困難，容易實現純Ⅱ型或復合型的斷裂模式的載入。用CCNBD試樣測定岩石斷裂韌度K_ⅠC的計算公式如下：

岩石斷裂與損傷

式中：K_ⅠC為Ⅰ型斷裂韌度；F_max為試驗中的最大載荷；B為試樣厚度；D為試樣直徑；Y_min為試樣的最小量綱為一的應力強度因子。Y_min可以通過數值計算先於試驗獲得。

由於量綱為一的應力強度因子Y_min作為關鍵的參數出現在斷裂韌度測定公式中，所以必須要獲取試樣的高精度的應力強度因子。對CCNBD試樣，許多學者用邊界元法、柔度法進行了計算標定。在ISRM 1995方法中，給出了一個標准試樣的各項參數，並給出了相應的最小量綱為一的應力強度因子值。

盡管CCNBD試樣具有很多優點，但它是一種復雜的三維構形，不能按平面問題進行分析，其無量綱應力強度因子標定是較為困難的。此外，在進行動態斷裂韌度的測試時，由於裂紋尖端難於構造應力奇異點，只能依靠命令進行手工構造，極大地增大了工作量，從而使得有限元方法將變得非常復雜而難以進行。在研究尺寸效應時，CCNBD試樣的形狀對於相似性條件也是不能滿足的。

但是，由於圓盤試樣具有很多優點，仍然受到研究者們的不斷應用，並且具有很大的發展空間。除了CCNBD試件之外，還有不同種類的圓盤試件被用於測試岩石的Ⅰ型斷裂韌度，如不帶有裂縫的平台巴西圓盤試件（flattened Brazilian disc——FBD）和中心圓孔平台巴西圓盤試件（holed-flattened Brazilian disc——HFBD）、邊切槽圓盤試件（edge-notched Brazilian disc——ENBD）、直槽式裂紋圓盤（cracked straight-through Brazilian disc——CSTBD）、槽孔組合式裂紋圓盤試件（holed-cracked flattened Brazilian disc——HCFBD）。岩石圓盤試件中心裂紋的加工是有相當難度的，尤其製作裂縫寬度小於0.5mm的裂縫是岩石試件製作的難題。

上述幾種建議測試方法經測試檢驗具有較好的一致性和可比性，大量測試結果統計分析可知：測得的岩石斷裂韌度值分布在較為合理的誤差范圍內，受到國際岩石斷裂力學界的廣泛認可，現今已成為岩石斷裂韌度測試研究的規范和標准。幾種建議測試方法也各有其優缺點，適用范圍也各不相同，見表7-4。因此，需要進一步比較和修正，使之更加完善。

表7-4 岩石Ⅰ型斷裂韌度測試建議方法比照表

隨著岩石斷裂韌度建議測試方法的提出，國際上岩石斷裂韌度測試研究已初步形成統一的規范。目前國內外測試所選用的岩性多集中在花崗岩、砂岩、大理岩、灰岩和輝長岩等，這些不同岩性的岩石Ⅰ型斷裂韌度值差異較大，且測得的斷裂韌度值離散程度也各不相同。對同一種岩性的岩石，採用不同測試方法和試樣類型所得到的Ⅰ型斷裂韌度值存在較大差異，即使採用同一種測試方法所得到的斷裂韌度值也有較大離散性。這說明：盡管已有的建議測試方法都考慮了對測試結果進行非線性修正，但其修正後的Ⅰ型斷裂韌度值仍因差異較大而難以相互驗證。因此岩石斷裂韌度測試仍然是今後研究的重點。

⑸ 尼龍常溫下會和環氧樹脂反應嗎

金屬的腐蝕一直是困擾著社會與經濟發展的一個嚴重問題，金屬保護塗層往往作為最為經濟實用的保護措施被廣泛應用在金屬防腐上。本文通過使用尼龍-6對環氧樹脂進行共混改性，試圖在解決環氧樹脂固化物的機械性能較差等一系列問題的同時，保證環氧樹脂材料本身優異性能。
環氧樹脂、酚醛樹脂和不飽和聚酯樹脂目前被稱為三大通用型熱固性樹脂，它們目前是熱固性樹脂中用量最大、應用最廣泛的種類。環氧樹脂中含有獨特的環氧基，以及羥基、醚鍵等活性基團和極性基團，因而具有許多優異的性能。與其他熱固性樹脂相比較，環氧樹脂的種類和牌號最多，性能各異。環氧樹脂固化劑的種類更多，再加上眾多的促進劑、改性劑、添加劑等，可以進行多種多樣的組合和組配。從而能獲得各種各樣性能優異的、各具特色的環氧固化體系和固化物。幾乎能適應和滿足各種不同使用性能和工藝性能的要求。
然而由於環氧樹脂與固化劑的加成反應是放熱反應，在反應過程中將發生體積收縮，將會造成收縮應力。另一方面，由於環氧樹脂與環氧樹脂接觸的材料膨脹系數不同，在溫度變化時，界面會產生熱應力。如果配方體系的韌性與機械強度較差，其應力無法得到充分的傳遞而使應力消除，當其超過固化物的強度極限時，就將會造成不可逆的材料開裂現象。針對上述問題，科研人員開展了許多研究工作，主要集中在提高環氧樹脂的斷裂韌性和延展性上。目前zhong和guo研究了環氧樹脂和醇溶性尼龍的混合物的混溶性和固化動力學。這些結果表明，尼龍和環氧樹脂之間發生的混溶性水平和反應程度取決於共混物的組成成分。當環氧樹脂是次要組分時，環氧乙烷環和尼龍的醯胺氮之間的親核反應是主導反應。以環氧樹脂為主要組分的組合物發生不同類型的固化反應，其特徵表現出相對大的活化能。在m.bakar等人的通過加入蒙脫石和聚醯胺共混對環氧樹脂進行改性的研究中，他發現添加2％蒙脫石或5％聚醯胺相對於未改性環氧樹脂而言，可以更好的改進沖擊強度和臨界應力強度因子。然而，發現在三點彎曲模式下測量的彎曲強度和韌性增加程度較小。

⑹ 平面應變斷裂韌度K_ⅠC的測試

本節內容主要來源於ISO12737：2005《金屬材料平面應變斷裂韌度K_ⅠC試驗方法》和GB/T4161-2007《金屬材料平面應變斷裂韌度K_ⅠC試驗方法》。

圖7-1 斷裂韌度K_C隨厚度B的變化

根據線彈性斷裂力學，帶裂紋體裂紋尖端附近的彈性應力場強度可用應力強度因子K（MPa·m^1/2）來度量。對Ⅰ型（張開型）裂紋的斷裂准則為：當應力強度因子K_Ⅰ達到其臨界值K_C時，裂紋即失穩擴展而導致斷裂。K_C可由帶裂紋的試件測得，它代表材料抵抗裂紋失穩擴展的能力，稱為「斷裂韌度」。試驗表明，材料的斷裂韌度K_C隨試件厚度B變化，如圖7-1所示。在試件厚度連到某一定值B₀後，斷裂韌度不再隨厚度變化，此時則認為裂紋尖端附近的材料處於平面應變狀態，其對應的斷裂韌度值稱為「平面應變斷裂韌度」，用符號K_ⅠC表示。顯然，K_ⅠC為一材料常數。

一、試件

圖7-2為標准三點彎曲試樣，S為梁的跨度，B、W為橫截面的寬和高，a為裂紋長度，（W-a）為韌帶寬度或稱韌帶尺寸。圖7-3為緊湊拉伸試樣。

圖7-2 標准三點彎曲試樣

1.主要尺寸

為滿足平面應變和小范圍屈服的條件，要求B、a、（W-a）滿足下式：

岩石斷裂與損傷

式中σ_s為材料的屈服強度，根據σ_s/E值的不同可求出試樣的最小厚度B_min和裂紋的最小長度a_min，最小尺寸如表7-1所示，我國標准採用：a/W=0.45～0.55。

圖7-3 緊湊拉伸試樣

表7-1 試樣的最小厚度B_min和裂紋的最小長度a_min

2.裂紋的製作

一般採用銑削加工或線切割，用交變載荷預制疲勞引發裂紋，應滿足下列要求：

（1）符合尖裂紋的要求：疲勞裂紋長度3～5mm（至少不小於1.5mm）。

（2）預制疲勞裂紋長度在0.025a的最後階段，疲勞應力強度因子最大值滿足：K_fmax＜0.6K_ⅠC。K_fmax＜0.00032E（MPam^1/2）（避免載荷過大鈍化裂紋尖端）。

（3）保證疲勞裂紋的擴展：疲勞應力強度因子幅度ΔK≥0.9 K_fmax。

二、測試原理

為了測定K_ⅠC值，需要對帶有裂紋的試件進行拉伸或彎曲試驗，使裂紋產生Ⅰ型擴展。而K_ⅠC就是裂紋開始失穩擴展的臨界點處所對應的應力強度因子值。採用合適的含裂紋試件，在試驗面上載入，其應力強度因子K_Ⅰ可概括為如下形式：

K_Ⅰ=F·f（a）

式中：F為載荷；a為裂紋長度；f（a）為與試件形式、外形尺寸、載入形式有關的a的函數。根據上式，應有

岩石斷裂與損傷

式中：F_Q為臨界載荷；a_Q為臨界裂紋長度。顯然，只要從試驗中測定F_Q和a_Q，即可得到K_ⅠC。

在理想平面應變條件下，裂紋前緣處的材料處於三向拉伸應力狀態，呈現良好的脆性。這時，只要裂紋一開始擴展，就會導致失穩斷裂，也就是說，開裂點即為失穩點，臨界裂紋長度a_Q等於初始的裂紋長度a。但是，對於工程平面應變條件而言，由於試件表面附近平面應力狀態的影響，裂紋開始擴展後經過一個較短的穩定擴展階段才失穩斷裂，開裂點並非失穩點。為消除側表面附近平面應力狀態所造成的塑性影響以測得作為材料常數的K_ⅠC，應取開裂點作為臨界點。但是，精確地測定開裂點是困難的，所以，在K_ⅠC試驗方法中，對於明顯地存在裂紋穩定擴展階段的情況，取裂紋等效擴展2%所對應的點（條件開裂點）作為臨界點來確定F_Q，而a_Q則近似地採用初始裂紋長度a。

三點彎曲試樣，GB/T4161-2007推薦採用的應力強度因子計算公式為

岩石斷裂與損傷

表7-2列出了三點彎曲試樣在a/W=0.45～0.55時的f（a/W）值，可方便查用。

表7-2 三點彎曲試樣的f（a/W）數值表

對於緊湊拉伸試樣，應力強度因子由下式計算：

岩石斷裂與損傷

表7-3列出了緊湊拉伸試樣在a/W=0.45～0.55時的f（a/W）值。

表7-3 緊湊拉伸試樣的f（a/W）值

續表

三、測試裝置

不同試樣的載入方法不同，三點彎曲試樣的測試裝置如圖7-4所示，試驗機為試樣提供支承和載荷，載荷信號和引伸計信號通過控制器與計算機連接，可得到載荷與切口位移的關系曲線。

圖7-4 試驗裝置示意圖

四、實驗步驟

1.試樣制備

（1）裂紋面取向應嚴格按GB/T4161—2007標准進行。在實際構件中取樣時，試件的裂紋取向應與構件中最危險的裂紋方向一致。

（2）試件厚度B可根據式（7-1）選擇。

（3）取同爐批料加工2～3件常規拉伸試件，供測σ_s用，且必須和K_ⅠC試件同爐熱處理。

（4）試件粗加工和熱處理後，再進行精加工，其最後尺寸和表面光潔度嚴格按GB/T4161—2007規定執行。

（5）小試樣用線切割機制出切口，切口根部圓弧半徑小於0.08mm。

2.預制疲勞裂紋

為了模擬實際構件中存在的尖銳裂紋，使得到的K_ⅠC數據可以對比和實際應用，試件必須在疲勞試驗機上預制疲勞裂紋。其方法是：先用線切割機在試樣上切割8mm長的機械切口，然後在疲勞試驗機上使試樣承受循環交變應力，引發尖銳的疲勞裂紋，約為2mm。

將試件打磨一遍，去掉表面油垢。在中心機械切口兩側各7.5mm處劃線，用以標記放在疲勞試驗機上；分別在兩側的機械切口前沿2mm處劃線，用以觀察其後疲勞裂紋生長到此線。預制疲勞裂紋時，應仔細監測試樣兩側裂紋的萌生情況，避免兩側裂紋不對稱發展。

3.測定條件

（1）試件厚度應在疲勞裂紋前緣韌帶部分測量三次，取其平均值作為B。測量精度要求0.02mm或0.1%B，取其中較大者記錄。

（2）試件高度應在切口附近測量三次，取其平均值作為W，測量精度要求0.02mm或0.1%W，取其中較大者記錄。

4.試驗程序

（1）在試件上粘貼刀口以便能安裝夾式引伸計，刀口外線間距不得超過22mm，安裝夾式引伸計時要使刀口和引伸計的凹槽配合好。

（2）按圖7-4安裝三點彎曲試驗支座，使載入線通過跨距S的中點，偏差在1%S，而且試樣與支承輥的軸線應成直角，偏差在±2°以內。

（3）標定夾式引伸計。

（4）開動試驗機，緩慢勻速載入，一般試驗機速度為0.5～2mm/min，以使K_Ⅰ的增長速率不至太快，保證應力強度因子的增長速率在0.55～2.75MN·m^-3/2/s之間。載入至試樣明顯開裂，停機。記錄載荷F和刀口張開位移V之間的曲線。

（5）取下夾式引伸計，開動試驗機，將試樣壓斷，停機取下試樣。

（6）記錄試驗溫度和斷口外貌。

五、實驗結果的分析及處理

1.裂紋失穩擴展時的臨界載荷F_Q

由於試樣厚度與材料韌性不同，試驗所得F-V曲線主要有三種類型，它們分別對應於三種斷口外貌（圖7-5）。

圖7-5 三種典型的F-V曲線

F_Q則由下述方法確定：在試驗中自動記錄載荷F隨試件切口邊緣（裂紋嘴）處兩個裂紋表面的相對位移V的變化曲線，即F-V曲線，以對初始線性段斜率下降5%的割線與F-V曲線交點處對應的載荷F₅作為取得F_Q的依據。如果在載荷達到F₅曲線各點載荷均小於F₅，則取F_Q=F₅，可以證明，這樣的臨界載荷大致對應於裂紋產生2%的等效擴展，這種情況對應著試件表面附近的平面應力狀態存在顯著影響。如果載荷達到F₅前曲線各點對應載荷的最大值大於或等於F₅，則取這個載荷最大值作為F_Q，這種情況接近於理想平面應變狀態。

簡單地講，從F-V曲線圖上確定F_Q的方法是：先從原點O作一相對直線OE部分斜率減少5%的直線來確定裂紋失穩擴展載荷F_Q，直線與F-V曲線的交點為F₅，如果在F₅之前沒有比F₅大的高峰載荷，則F_Q=F₅（圖7-5曲線Ⅰ）；如果在F₅之前有一個高峰載荷，則取這個高峰載荷為F_Q（圖7-5曲線Ⅱ和曲線Ⅲ）。

2.測定裂紋長度a

與臨界載荷F_Q對應的裂紋長度a_Q，計算時可取初始裂紋長度a，直接從斷後試樣上量出。試樣斷裂後，可觀察到裂紋長度沿厚度B方向呈弧狀形，如圖7-6所示。

為了能利用前述應力強度因子公式（公式中的a是對應著平直前緣裂紋的長度）計算試樣的K_ⅠC，需要確定與試樣的實際前緣裂紋相等效的平直前緣裂紋長度a。可取等效平直前緣裂紋長度：

岩石斷裂與損傷

圖7-6 裂紋前緣長度

式中：a₂、a₃、a₄分別為沿厚度方向B/4、B/2、3B/4處的裂紋長度。

3.計算條件斷裂韌性K_Q並判斷其有效性

將F_Q、a代入K_Ⅰ表達式中進行計算，得到的K_Ⅰ稱為「條件斷裂韌度」，記為K_Q。至於K_Q是否為該材料的K_ⅠC，需檢查下面兩個條件：

岩石斷裂與損傷

若兩個條件均滿足，則所求得的K_Q即為材料的平面應變斷裂韌度K_ⅠC。否則試驗結果無效，須加大尺寸重新測試（一般取1.5倍大試樣），直到兩個條件均滿足。

4.試驗報告

一般的試驗報告要求具有下述內容：

試樣編號、類型、裂紋面取向；材料的原始狀態和屈服強度；試樣厚度B、寬度W等；預制疲勞裂紋的條件；裂紋長度值a₂、a₃、a₄；試驗溫度、相對濕度、用K_Ⅰ表示的載入速率；P-V曲線及有關計算；斷口外貌特徵；K_ⅠC的有效性條件或K_Q不能作為K_ⅠC的原因。

⑺ 材料的三點彎曲強度就是其彎曲強度嗎彎曲強度與拉伸強度有什麼關系

材料的三點彎曲強度指的就是彎曲強度,一頭一尾兩支點加中間一個壓點.彎曲強度與拉伸強度是二個不同的機械性能項目,彎曲強度是抗翹曲性,拉伸強度是抗伸展性.

⑻ 三點彎曲和四點彎曲方案的優缺點

三點抗折載入方式簡單，但由於載入方式集中，彎曲分布不均勻，某處部位的缺陷可能顯示不出來，達不到效果，四點彎曲則彎矩均勻分布，試驗結果較為准確，但是壓夾結構復雜，工業生產中較少使用。

⑼ 怎麼解釋樹脂的彎曲強度

12-24MPa。樹脂在高溫下能保持較高的強度，它在200℃時的彎曲強度達24MPa左右，在250℃下彎曲強度和壓縮強度仍有12-13MPa，樹脂的剛性較大，尺寸穩定性好，線脹系數較小。樹脂不僅具有較高的耐高溫性，而且具有高強度、高模量、高斷裂韌性以及優良的尺寸穩定性。