TMA三点弯曲(玻璃)试验总结及数据处理.docx

TMA 三点弯曲试验总结及数据处理一、试验内容三点弯曲应力松弛和蠕变试验，通过TMA对玻璃做蠕变、松弛试验从而获 得在不同温度下玻璃的松弛模量和蠕变柔量1、三点弯曲松弛试验试验温度 试验预加力试验应变 试验样品试验跨距恒温时间/min试验时间/min30°C100°C1515200C300C350C400C450C500C525C550C试验所用预加力为0.001N试验所设应变为1.0%样品玻璃 原片为浮 法绿玻， 样品尺寸 为：长14mm、宽 1mm、厚0.321mm三点弯曲松弛试验 跨距为 10.16mm556.3C560C11111110.50.50.5553060901201206030302、三点弯曲蠕变试验试验温度试验预加力试验所加载荷力500C510C520C530C540C550C556.3C560C570C580C试验所用预加力为0.001N11240180样品玻璃原 片为浮法绿 玻，样品尺 寸为：长三点弯 曲松弛 试验跨 距为5.08mm10.50.50.518015018015014mm、宽1mm0.5180、厚 0.321mm0.51200.5600.560试验样品试验跨距恒温时间/min试验时间/min试验所加载荷 力为0.01N试验温度试验预加力试验所加载荷力试验样品试验跨距恒温时间/min试验时间/min590°C1 60600C610C620C试验所用 预加力为 0.001N试验所 加载荷 力为 0.01N样品玻璃 原片为浮 法绿玻， 样品尺寸 为：长14mm、宽 1mm、厚0.321mm三点弯 曲松弛 试验跨 距为5.08mm110.5306060630C0.5 30二、试验结果处理1、处理方法：对三点弯曲试验测得的玻璃蠕变和松弛结果进行处理，各个温度点的处理结 果由图1~图 27 给出，具体处理过程如下：1）、由参考文献［1］确定各个温度点的瞬时模量或瞬时柔量。

在蠕变测试结 果中将小于所确定的瞬时柔量的值全部去掉，然后插入所确定的瞬时柔量值及其 所对应的时间2） 、由参考文献⑵ 得玻璃在30C时的弯曲模量为68500MPa，将其值与 TMA 测得 的 在 相同温度下的 瞬时 模量 60921.56MPa 作商得 一系数 S=1.1243966833） 、将试验测得的各个温度点的瞬时模量乘上系数S,就得到一组经过系数 修正后的各个温度点的瞬时模量在试验温度等于和高于550C时，将系数修正 后得到的瞬时模量求倒数就得到其相对应的瞬时蠕变柔量4） 、在试验温度低于550C的松弛试验，将试验测得的数据乘上系数S就得 到修正后的松弛模量数据在试验温度等于和高于550C的蠕变试验，将经过修 正后得到的瞬时柔量与各自对应的未经修正的瞬时柔量相除，就得到各个温度点 蠕变柔量的修正系数将蠕变试验测得的各个温度点的蠕变柔量乘上各自的修正 系数，就得到各个温度点修正后的蠕变柔量5) 、将系数修正后的松弛模量的数据组作曲线，然后 30 度~200 度数据经9 次多项式拟合处理， 300 度~560 度数据经系数修正后进行 6 阶函数 y = A1*exp(-x/t1) + A2*exp(-x/t2) + A3*exp(-x/t3) + A4*exp(-x/t4)+ A5*exp(-x/t5) + A6*exp(-x/t6)的拟合处理，从而得到拟合后的模量数值。

6) 、将系数修正后的蠕变柔量的数据组作曲线，然后用 4 阶函数 y =Al*exp(-x/tl) + A2*exp(-x/t2) + A3*exp(-x/t3) + A4*exp(-x/t4) + yO 进行拟合处理, 从而获得函数的系数参数，用这些参数及蠕变函数转化为松弛函数的公式将蠕变 转化为松弛函数的形式备注：1、在松弛试验原始数据的取舍上，将挠度发生变化的所有值去除2、 在蠕变试验数据中将挠度大于1度的数值去掉)2、处理结果：(1)、松弛试验结果的处理72000 「来-试验原始数据曲线O原始数据经系数修正 后的曲线一经函数拟合后的曲线)70000^^_a 68000! 一0 9-0量模弛松(66000 -0 50 100 150 200 250 300 350时间(s)图1 30度时玻璃的松弛模量量 模 弛 松70000 丄)68000 —e——井66000* 厂aPM（ 量模弛松640006200060000 删船◎加*、—、 W58000" —1 1 1 1 1 L*试验原始数据曲线0原始数据经系数修正 后的曲线——经函数拟合后的曲线0 50 100 150 200 250 300 350时间(s)图2 100度时玻璃的松弛模量6800064000620006000066000o ° o o~©—e—-©^-©*试验原始数据曲线56000058000原始数据经系数修正后的曲线 经函数拟合后的曲线50 100 150 200时间（s）图3 200度时玻璃的松弛模量250 300 350时间（s）图4 300度时玻璃的松弛模量时间（s）图5 350度时玻璃的松弛模量时间（s）图6 400度时玻璃的松弛模量匚量模弛松70000650006000055000500004500040000350003000025000200001500010000试验原始数据曲线原始数据经系数修正后的曲线经函数拟合后的曲线0 750 1500 2250 3000 3750 4500 5250 6000时间（s）图7 450度时玻璃的松弛模量70000650006000055000 ) 50000 aP 45000 M( 40000 量 35000 模 30000 弛 25000 松 200001500010000500000 750 1500 2250 3000 3750 4500 5250 6000 6750 7500 8250时间(s)图8 500度时玻璃的松弛模量6750060000 a) 52500 MPa( 45000 ( 37500 量 模 30000 弛 22500 松 15000750000 250 500 750 1000 1250时间（s）图9 525度时玻璃的松弛模量）PM（ 量 模 弛 松450004000035000300002500020000150001000050000+试验原始数据曲线原始数据经系数修正后 的曲线—经函数拟合后的曲线0 50 100 150 200 250时间（s）图10 550度时玻璃的松弛模量）PM（ 量 模 弛 松4000035000300002500020000150001000050000 50 100 150时间（s）图11 556.3度时玻璃的松弛模量时间（s）图12 560度时玻璃的松弛模量2）、蠕变试验结果的处理时间（s）图13 500度时玻璃的蠕变柔量0量柔变蠕2.50E-040 2000 4000 6000 8000 10000 12000时间（s）图14 510度时玻璃的蠕变柔量量 柔 变 蠕4.00E-043.50E-043.00E-042.50E-042.00E-041.50E-041.00E-045.00E-050.00E+000 2000 4000 6000 8000 10000 12000时间（s）粉试验原始数据曲 线0原始数据经系数修正后的曲线——经函数拟合后的 曲线7.00E-04（ 量 柔 变 蠕6.00E-045.00E-044.00E-043.00E-042.00E-041.00E-040.00E+000 2000 4000 6000 8000 10000粘试验原始数据0原始数据经系数修 正后的曲线——经函数拟合后的曲 线时间（s）图16 530度时玻璃的蠕变柔量图15 520度时玻璃的蠕变柔量8.00E-04图17 540度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图18 550度时玻璃的蠕变柔量0 2000 4000 6000 8000 10000时间（s）图19 556.3度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图20 560度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图21 570度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图22 580度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图23 590度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图24 600度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图25 610度时玻璃的蠕变柔量时间（s）图26 620度时玻璃的蠕变柔量图27 630度时玻璃的蠕变柔量总结1、 从大量TMA三点弯曲试验得出，试验样品的宽度为1mm时在常温下所 测得的三点弯曲松弛模量比较接近用材料拉力机测得的弯曲模量的值。

2、 由于TMA的最大载荷为1N,当设定较大应变（如应变设为1%），在较 低温度下做三点弯曲应力松弛试验时，若样品太厚试验时要达到那么大的应变所 需的载荷超过1N,那么将无法获得试验结果，如果减小应变量则可以测得试验 结果，但结果比较不理想所以在给定较大应变的前提下做三点弯曲松弛试验时， 试验样品的厚度最好小于 0.35mm3、 为了尽量消除试验中预载的影响，在做三点弯曲试验时所加的预加力为 0.001 N；做三点弯曲松弛试验时所加的应变不能太小，一般为1%；做高温蠕变 试验时，所加的载荷力不要太大4、 从试验处理结果看，随着温度的升高，初始模量值从30°C时的68500 MPa 减小到 630C时的 7711.250494MPa。