高分子结构与性能复习题.docx

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高分子结构与性能复习题

2012研《高分子结构与性能》和《高分子物理选论》复习题

1.高分子有多种结构层次，列出高分子的各结构层次，并指出可能影响或决定的性能。

2.试述高分子力学性能的种类和意义；画出拉伸曲线，讨论可能通过拉伸测试得到的量，以及拉伸性能测试数据的意义。

讨论影响高分子力学性能的因素（结构层次，分子量，形态，测试条件等）。

3.结晶聚合物与非晶聚合物在结构与性能方面有什么差异？

如要控制结晶度与结晶尺寸，应从哪些方面考虑，原理是什么？

4.在配制聚合物溶液时应怎样配制，需要考虑哪些因素？

聚合物溶液或乳液成膜时，怎样控制条件制备透明膜，或柔性膜，或控制聚合物成膜时的形态？

5.描述聚合物分子热运动的特性。

影响聚合物玻璃化温度、熔点的因素有哪些，如何影响的？

6.讨论聚合物溶液和熔体流动类型的分类，以及影响聚合物流变性能的因素。

7.画出高分子的力学松弛谱、动态粘弹谱、介电松弛谱，讨论其异同。

从这些图谱中分别可以得到什么信息？

8.试述聚合物的性能，选用什么样的方法可以测试相应的性能，简述测试原理与方法。

9.怎样认识高分子的粘弹性特性？

结合高分子的实际应用举例说明。

10.讨论时温等效原理在高分子材料中如何应用的。

如果要做应力松弛的叠加曲线，应如何做？

1、P1

2.六各影响因素是如何影响聚合物性能的？

举例说明。

影响高聚物力学性能的因素很多，总的来说可以分为两类：

一类是材料本身有关的包括高分子的化学结构，分子链及其分布，支化和交联，结晶与取向，增塑剂共混，填料应力集中物等。

另一类是与外界条件有关的，包括温度关照，作用力的速度等。

1高分子本身结构的影响

A．增加高分子的极性或产生氢键可使强度提高，例如：

低压聚乙烯的拉伸强度只有15-16Mpa，聚氯乙烯因有极性基团，拉伸强度为50Mpa。

极性基团或氢键的密度越大，则强度越高，所以尼龙66的拉伸强度比尼龙610还大，达到80Mpa，如果极性基团过密或取代基团过大，阻碍链段的运动，不能实现强迫高弹形变，表现为脆性断裂。

B．主链含有芳杂环的高聚物，其强度和模量都比脂肪族主链高，例：

芳香尼龙的强度和模量比普通尼龙高，聚苯醚高。

C．分子链支化程度增加分子间的距离增加分子间的作用力减少，因而高聚物的拉伸强度会降低，但冲击强度会提高，例：

高压聚乙烯的拉伸强度比低压聚乙烯的低，而冲击强度反而比低压聚乙烯高。

D．适度的交联可以有效增加分子链间的联系，使分子链不易发生滑移，随着交联度的增加，往往不易发生大的形变，强度增高，例：

聚乙烯交联后，拉伸强度可以提高一倍，冲击强度可以提高3-4倍，但是交联过程中往往会使高聚物结晶度下降，取向困难，因而过分交联并不总是有利的。

E．分子量的影响：

随着分子量的增大，分子间的范德华力增大，分子间不易发生滑移，聚合物由低聚物转向高聚物，其抗张强度、断裂伸长、冲击韧性等都随之提高。

随着分子量增大，强度会明显提高，但当分子量超过一定的数值后，对强度的影响不明显，强度趋向一极限值。

2结晶和取向的影响

A结晶度增加，聚合物的屈服应力、强度、模量和硬度均提高，而断裂伸长和冲击韧性则相反。

对提高拉伸强度，弯曲强度和弹性模量有好处，如在聚丙烯中无规结构的含量增加，使聚丙烯的结晶度降低，则拉伸强度和弯曲强度都下降，但结晶度太高，则要导致冲击强度和断裂伸长率的降低，高聚物材料就要变脆。

大晶球使聚合物的断裂伸长和韧性降低。

B．取向：

取向后高分子链顺着外力的方向平行的排列，在分子取向的方向上，抗张强度、屈服应力和模量都增强，在垂直于取向的方向上，强度、抗张强度降低。

3应立集中物的影响如果材料存在缺陷，受力时材料内部的应力平均分布状态将发生变化，使缺陷附近局部范围内的应力急剧的增加，远远超过应力平均值，这种现象成为应力集中，缺陷就是应力集中物，包括裂缝，空隙，缺口和杂质等，它们会成为材料破坏的薄弱环节，严重的降低材料的强度，是造成高聚物实际强度与理论强度之间巨大差别的主要原因之一。

4增塑剂的影响：

增塑剂的加入对高聚物起了稀释作用，减小了高分子链之间的作用力，因而弹性模量、抗张强度、屈服应力都下降，强度的降低值与增塑剂的加入量成正比，例水对许多极性高聚物来说是一种广义的增塑剂，酚醛塑料在水中浸泡后强度明显下降。

另一方面，由于增塑剂使链段运动增大，故随着增塑剂含量的增加，材料的冲击强度断裂伸长增大。

5填料的影响比较复杂，有些填料只起稀释作用称为惰性填料，添加这种填料降低了制品的成本，但强度也随着下降，有些填料适当使用可以显著提高强度，这样的填料称为活性填料。

但各种填料增强的程度很不一样，一般来说，这与填料的强度有关，也与填料和高聚物之间的亲和力大小有关。

6共聚和共混的影响共聚可以综合两种以上均聚物的性能例：

聚苯乙烯原是脆性的，如果在苯乙烯中引入丙烯腈单体进行共聚，所得共聚物的拉伸和冲击强度都增大。

共混是一种很好的改性手段，共混物常具有比原来组分更为优越的使用性能，例：

丁腈橡胶与AS树脂共混制备ABS树脂，达到了用橡胶使塑料增韧的效果。

7外力作用速度和温度的影响由于高聚物是粘弹性材料，它的破坏过程也是一个松弛过程，因此外力作用速度与温度对高聚物的强度有显著的影响，如果一种高聚物材料在拉伸试验中链段运动的松弛时间与拉伸速度相适应，则材料在断裂前可以发生屈服，出现强迫高弹性，当拉伸速度提高了链段运动跟不上外力的作用，为使材料屈服需更大的外力，即材料的屈服强度提高了，进一步提高拉伸强度，材料将在更高的应力下发生脆性断裂，反之，当拉伸强度下降，屈服强度和断裂强度都将降低。

在冲击试验中，温度对材料冲击强度的影响很大，随着温度升高，高聚物的冲击强度逐渐增高，接近Tg时，冲击强度将迅速增加，并且不同品种之间的差别缩小。

3

（2）如何控制聚合物的结晶度、尺寸和形态。

控制聚合物结晶度、结晶尺寸和形态

1.冷却速率：

缓慢冷却（熔体与冷却介质温差小）实际上接近于静态等温过程，使生产周期延长，易生成大的球晶，使制品发脆，力学性能降低。

快速冷却时，大分子链段重排的松弛过程滞后于温度变化的速度，致使聚合物的结晶温度降低．结晶不均匀，制品中出现内应力。

制品中的过冷液体和微晶都具有不稳定性，后结晶会改变制品的力学性能和形状尺寸。

中等冷却程度是将冷却介质温度控制在Tg与Tmax之间，能够获得晶核数量与其生长速率之间最有利的比例关系，晶体生长好，结晶完整，结构稳定。

总之，随着冷却速率的提高，聚合物的结晶时间减小．结晶度降低。

2.熔融温度和时间：

熔融温度高和熔融时间长，则结晶速率慢，结晶尺寸大；相反，熔融温度低，时间短．则结晶速率快，晶体尺寸小而均匀，有利于提高制品的力学性能和热变形温度.

3.外力的影响：

应力对结晶的结构和形态也有影响。

在剪切应力和拉伸应力作用下，熔体中往往生成一长串纤维晶体。

压力也能影响球晶的形状和大小，低压下易生成大而完整的球品．高压下则生成小而形状不规则的球晶。

成型中熔体受力方式也影响球晶的形状和大小，如螺杆式注射机生产的制品具有均匀的微晶结构，而柱塞式注射机生产的制品中则有小而不均匀的球晶。

4.热处理：

可以将非晶相转变为晶相，提高结晶度和使小晶粒变为大晶粒。

5.成核剂：

在聚合物中加入成核剂和提高结晶度，提高定型速度，减小晶粒的直径，提高透明度。

具体晶型形成方法

单晶：

一般是在极稀的溶液中（浓度约0.01～0.1%）缓慢结晶形成的。

在适当的条件下，聚合物单晶体还可以在熔体中形成。

球晶：

生成球晶的两个条件，一是浓溶液，二是体系粘度系数高。

控制球晶大小方法：

（1）控制形成速度：

将熔体急速冷却，生成较小的球晶；缓慢冷却，则生成较大的球晶。

（2）采用共聚的方法：

破坏链的均一性和规整性，生成较小球晶。

（3）外加成核剂：

可获得小甚至微小的球晶。

串晶：

较低温度下，边结晶边搅拌

伸直链晶：

高压下生成，例如聚乙烯需要5000atm。

4．

（1）讨论聚合溶液的配制成膜的相互关系

1配制：

1溶剂分子在聚合物表面起溶剂化作用的同时，溶剂分子由于高分子链段的运动作用，扩散到聚合物内部，使内部链段逐步溶剂化，使聚合物体积膨胀，称为溶胀。

2随着溶剂分子不断向内部扩散，必然使更多的链段松动，外面的高分子链首先达到全部溶剂化而溶解，里面又出现新的表面，溶剂又对新表面溶剂化溶解，直至最后所有高分子都转入溶液，形成完全溶解的分子分散的均相体系。

对于结晶度聚合物溶解来说，其分子链排列紧密规整，分子间作用力大，故溶解比非晶相聚合物难的多。

1吸热，分子链开始运动，使晶格破坏。

2将破坏了晶格的聚合物与溶剂作用发生溶胀，然后溶解。

溶剂的选择：

三原则：

1极性相似原则，相似相容2溶度参数相近原则3高分子溶剂相互作用参数X小于1/2原则。

对于非晶态的非极性高聚物，选择溶度参数相近的溶剂即可，对于非晶态的极性高聚物，要求溶剂的溶度参数和极性都要与高聚物接近才能使其溶解，总之，既要符合“相似相容”的规律，又要符合“极性相近”的原则，结晶态非极性高聚物的溶剂选择最为困难，溶解包括两个过程，其一是结晶部分的熔融，其二是高分子与溶剂的混合，两者都是吸热过程，只能提高温度，才能溶解，结晶极性高聚物，如果能与溶剂生成氢键，即使温度很低也能溶解，在选择高聚物的溶剂时，除了使用单一溶剂外还可使用混合溶剂，有时混合溶剂对高聚物的溶解能力比单独使用任一溶剂还要好。

2成膜控制：

1溶剂挥发速度的控制：

溶剂速度挥发过快，则高分子尚未排列整齐成晶态就固化，成的膜是脆的，且疏松，力学性能不好。

2溶剂的选择，高分子的良溶剂会使高分子充分伸展，成膜性能优良，而不良溶剂会使高分子在里面抱团，成膜性能不好。

5、

（1）试述聚合物分子运动的特性

特点：

1运动单元的多重性：

a.具有多种运动模式：

由于高分子长链结构，分子量高，而且具有多分散性，此外还可以带有不同的侧基，加上支化、交联、共聚等使得高分子运动具有多种模式。

b.具有多种运动单元：

晶区内运动指晶区的局部松弛、晶型转变、晶区缺陷运动态。

侧基运动如侧基相对主链的摆动、转动以及侧基自身的内旋转等运动。

链节运动指高分子主链上的几个化学键的协同运动、杂链高分子的杂链节运动等。

链段运动指分子链质量中心不变的情况下，高分子链的一部分相对于其它部分的运动。

整链运动指高分子作为整体呈现质量中心的移动。

2分子运动的时间依赖性：

在给定的外场力和温度条件下，高分子通过分子运动由原来的平衡态过渡到另一个为外力相适应的平衡态的过程需要一定的时间，因为各种运动单元的运动都需要克服内摩擦阻力。

运动单元越大，运动中所受到的阻力越大，所需时间也越长。

3分子运动的温度依赖性：

温度的升高一方面使运动分子的内能增加，另一方面使聚合物的体积、增加，两种效应都有利于分子运动。

从能量方面考虑，运动单元做某一模式的运动需具有一定的能量当温度升高到运动单元的能量足以克服所需克服的能垒的，它就处于活化状态，从而激发了这一模式运动，从体积效应考虑分子运动需要一定的空间，温度的升高可使聚合物体积膨胀，增加了分子间的进行，能量和体积的升高，都将使运动过程加快，即使松弛时间缩短。

（2）影响玻璃化温度的因素

Tg是高分子链段从冻结到运动的转变温度，而链段运动是通过主链的内旋转来实现的，因此链的柔顺性好，链段越短，单键内旋转越容易，Tg就越低；反之，Tg越高。

●结构因素

●高分子链的柔顺性

●高分子链的几何结构

●高分子链的相互作用

●外界条件

●外力

●温度

1.主链结构的影响

●主链结构为-C-C-、-C-O-、-C-N-、-Si-O-等单键:

链的柔性大，Tg较低。

●当主链中含有苯环、萘环等芳杂环时:

链的柔顺性下降，Tg升高。

●孤立双键，链的柔性好，Tg低；共轭双键，Tg高。

2.侧基的影响

（A）极性取代基：

极性越大，内旋转受阻程度及分子间相互作用越大，Tg升高。

（B）非极性取代基

对Tg的影响主要表现为空间位阻效应，侧基体积越大，位阻越明显，Tg升高。

（C）对称性取代基

由于对称性使极性部分相互抵消，柔性增加，Tg下降。

3.构型

全同Tg<间同Tg

顺式Tg<反式Tg

4.分子量对Tg的影响

当分子量较低时，Tg随分子量增加而增加；当分子量达到某一临界值时，Tg→Tg（∞），不再随分子量改变。

5.分子间作用力

极性作用：

极性越大，Tg越高。

氢键：

氢键使Tg增加。

（二）影响Tg的其它结构因素

1.增塑

增塑剂分子与高分子具有较强的亲和力，使链分子间作用减弱，同时，增塑剂分子小，活动能力强，可提供链段运动的空间，因此Tg下降，Tf降低

2.共聚或共混作用

共聚物的Tg介于两种均聚物的Tg之间。

无规、交替共聚:

一个Tg

接枝、嵌段共聚的Tg:

与两组分相容性有关

共混聚合物的Tg:

与两组分相容性有关

3.交联作用

●轻度交联对Tg影响不大；随着交联点密度的增加，分子链活动受约束的程度增加，链段活动能力下降，柔顺性减小，Tg升高。

●4.结晶作用

●使非晶部分链段的活动能力受到牵制，Tg升高。

（三）外界条件对Tg的影响

由于玻璃化转变不是热力学平衡过程，所以Tg与外界条件有关

1.外力的影响

单向的外力促使链段运动，因而使Tg降低。

外力越大，Tg降低越多。

2.静压力

受流体静压力作用时，内部的自由体积将被压缩，链段活动受限制，Tg升高。

静压力越大，Tg越高。

3.升温（降温）速率或外力作用频率

升温（降温）速度或外力作用频率快，Tg高，升温（降温）速度或外力作用频率慢，Tg低。

一般，升温速率降低至原来的1/10，Tg降低3℃。

影响熔点的因素

●熔点是结晶聚合物使用温度的上限，是高聚物材料耐热性的指标之一。

1.链结构对Tm的影响

提高熔融焓Hm，Tm升高

原则：

主链或侧基引入极性基团或形成氢键

降低熔融熵Sm，Tm升高

凡是影响分子间作用力和链柔顺性的因素都会影响Tm

（1）增加分子间作用力，Tm升高

（2）增加高分子链的刚性，减小Sm，Tm升高

（3）增加分子链的对称性和规整性，Tm升高

分子链对称性和规整性的聚合物，在熔融过程所发生的变化相对较小，熔点较高。

构型：

顺式Tm<反式Tm

2.影响熔点的其他因素

（1）稀释剂或增塑剂（稀释效应）

稀释剂（增塑剂或溶剂）增加分子链活动能力,S增加,熔点下降。

（2）共聚作用

共聚后,由于单体单元不同,破坏了链的规整性与对称性，结晶能力大大下降，Tm降低

●交替共聚物，熔点急剧降低；

●嵌段和接枝共聚物，如各自均聚物的链段足够长时，可能存在两个代表各自链段晶体的熔点，但比相应纯均聚物的熔点低。

（3）片晶厚度：

片晶厚度增加，熔点升高

原因是晶片表面能减小

（4）结晶温度Tc

结晶温度Tc低（

结晶温度Tc高（~Tm），分子链活动力强，结晶所得晶体更加完善，从而熔限窄，熔点高。

（5）应力和压力

对结晶聚合物，拉伸有助于结晶，从而提高结晶度，熔点升高

压力作用下，晶片厚度增加，从而熔点升高

内因：

分子链的柔性、几何立构、分子间的作用力

外因：

作用力的方式、大小及试验速率

其他：

增塑、共聚、共混和交联

内因：

（1）分子链的柔性：

主链柔性增加，Tg下降

（2）取代基极性越大，内旋转受阻程度及分子间相互作用越大，Tg也随之升高。

非极性基团对Tg的影响主要表现为空间位阻效应，侧基体积越大，位阻越大，Tg升高。

取代基对称性好,Tg小

侧基细长，柔性也越大，柔性的增加足以补偿空间位阻效应，并且起了增塑作用，使大分子相互之间隔离，减小了分子间力，Tg下降

（3）链间相互作用增强，柔性减弱，Tg升高

外因：

（1）作用力的方式：

作用力方式不同,对Tg的影响不同

张力：

张力迫使链段向张力方向运动,聚合物Tg下降

压力：

压力增加，Tg升高

从分子运动角度看，增加压力相当于降低温度使分子运动困难，或者从自由体积理论来看，增加压力就容易排除自由体积，只有继续提高温度，链段才能运动，所以Tg提高。

（3）实验速度：

降温速度快，测定的Tg高

其他

（1）共聚：

无规、交替共聚物：

Tg处于两种均聚物的Tg之间

接枝和嵌段共聚物：

Tg由两种均聚物的相容性决定

（2）共混：

完全相容只出现一个Tg

完全不容出现两个Tg

部分相容，一般出现相互内移的两个转变温度

（3）交联：

随着化学交联点密度的增加，分子链活动受约束的程度也增加，相邻交联点之间的平均长度减小，柔顺性也减小，Tg升高

1、链结构对熔点Tm的影响

（1）熔融热焓Hm：

与分子间作用力强弱有关。

作用力强，Hm高

提高熔融热焓Hm，Tm升高

（2）降低熔融熵Sm，Tm升高

熔融熵Sm：

与分子间链柔顺性有关。

分子链越刚，Sm小

高分子链间形成氢键（氢键使分子间作用力大幅度增加）,Tm升高

2,其它因素对熔点Tm的影响

（1）结晶温度Tc

聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度Tc有一定的关系：

结晶温度Tc低，分子链活动能力低，结晶所得晶体不完善，从而熔限宽，熔点低；结晶温度Tc高，分子链活动力强，结晶所得晶体更加完善，从而熔限窄，熔点高。

（2）应力和压力

对结晶聚合物，拉伸有助于结晶，从而提高结晶度，熔点升高

压力作用下，晶片厚度增加，从而熔点升高

（3）晶片厚度

晶片越厚，熔点越高

6、讨论聚合物溶液和熔体流动类型分类，以及影响流变性能的因素？

因为高聚物溶液的流体行为和高聚物熔体的相似，故可以将他们放在一起考虑，其结果如下：

一．牛顿流体—符合牛顿（粘性）流动定律的流体，即流体流动时受到的剪切应力与切变速率（速度梯度）成正比。

绝大部分低分子液体以及高分子的稀溶液都属于牛顿流体。

二．非牛顿流体，即不符合牛顿流动定律的流体。

1.假塑性流体，流体的粘度随剪切速率增大而降低2.膨胀性（涨塑性）流体，流体的粘度随剪切速率的增加而增大3.宾汉流体，当剪切应力小于临界值时不发生流动；只有当剪切应力大临界值时才会发生假塑性流动4.触变性流体，在恒定剪切速率下，粘度随时间增加而降低5.流凝性流体，在恒定剪切速率下，粘度随时间增加而增大

影响聚合物流变性能的因素：

聚合物的流变特性是其内在结构的反映，流变行为的发生是在一定的剪切速率和剪切应力作用下，聚合物分子间缠结态被破坏，分子重新取向排列，阻力减少，流体粘度下降，流变行为随聚合物的链结构、链间结构化程度、相对分子质量及分子质量分布等因素的变化而相应变化。

1.分子链结构：

在相对分子质量相同时，分子链的支化及支链长度对聚合物粘度有很大影响。

一般具有短支链的聚合物的粘度小于直链型聚合物的粘度，长链支化的聚合物粘度变化较为复杂，但粘度一般高于直链型聚合物。

另外，柔性分子链的聚合物分子的链段取向容易，因此粘度随剪切速率的增加而明显下降，如PE、PS等，而对于分子链刚性大的聚合物，如聚碳酸酯等，粘度几乎不随剪切速率变化。

2.相对分子质量和分子质量分布的影响：

聚合物的流动是分子重心沿流动方向的位移，因此聚合物的相对分子质量大小和分子质量分布直接影响到聚合物的流动、加工和使用性能，它们的关系可由聚合物表现粘度对剪切速率的依赖性来反映。

对于切力变稀流体，相对分子质量越大，对牛顿行为的偏离越远，分子质量分布宽的聚合物粘度对剪切速率的变化更敏感。

这是由于其中相对分子质量大的部分在剪切过程中形变大，对粘度下降贡献大，此类聚合物的流动性较好，易于成型加工，但产品强度也较低，同时也对加工工艺产生影响。

如在PET纺丝中，分子质量分布不同的原料，纺丝速度有明显差异。

3.熔体温度的影响：

加工熔体的温度是加工工艺控制中的重要因素。

温度升高，聚合物分子间的相互作用力减弱，熔体粘度降低，流动性增加。

但是不同种类聚合物熔体对温度的敏感性也不同。

对绝大多数热塑性聚合物而言，在熔体温度远高于玻璃化转变温度Tg（Tg=100℃以上）时，它们的粘度与温度的关系符合Arrhenius方程。

在温度变化范围较小时，可由同一剪切速率下作图，求出在该温度区间聚合物所具有的粘流活化能。

由得到的粘流活化能可对加工工艺提供理论指导因为粘流活化能是指高分子链流动时用于克服分子间作用力所需要的能量，它反映了聚合物对温度的敏感性。

粘流活化能越高，说明聚合物对温度越敏感。

对有较高活化能的材料，在实际加工过程中可通过适当升高温度的方法，来增加物料的流动性，提高加工性能，但同时要保持加工温度的恒定，避免熔体粘度发生波动，造成成型不稳定的后果。

4.剪切速率的影响：

聚合物非牛顿行为特征就是粘度对剪切速率的依赖性，主要表现在聚合物熔体粘度小几个数量级；不同聚合物熔体粘度随剪切速率增加而下降的速度不一样。

下图是聚丙烯等几种聚合物的流变曲线，由图可以看出，PP、PEN的粘度随剪切速率下降很快，而PET和PBT粘度的降低速度相对要小。

8.试述聚合物的性能，选用什么样的方法可以测试相应的性能，简述测试原理与方法。

8、试述聚合物的性能，可选用的测试表征手段、简述测试方法。

1.力学性能：

即材料对外力的响应特性，也就是高分子材料在外力作用下的形变和破坏性能。

测试表征手段：

拉伸强度、弹性模量E和泊松比u、条件屈服极限0.2、压缩强度、剪切强度、扭转强度、冲击强度、疲劳极限与疲劳寿命、平面应变断裂韧性的测定、有机玻璃的粘弹性（自由共振法、强迫共振法、强迫非共振）、单层复合材料弹性常数。

测试方法：

拉伸实验、压缩实验：

只要材料固有塑性较好，强度不是太高，利用拉伸实验就能较全面的显示材料的力学响应，既能显示弹性变形，又能充分显示塑性变形和最后断裂。

测试所用万能材料实验机由测量系统、驱动系统、控制系统、记录处理系统组成。

装置有两个夹头，测量前在试样的中间取3个点测宽度和厚度，测量时应先将试样安装在试验机的上夹头内，再移动下夹头使其达到适当位置，并把试样下端夹紧，当两夹头间的距离发生变化时，会带动光电编码器的轴旋转，光电编码器就会有脉冲信号输出，对其信号处理就得到试样的变形量。

做拉伸实验可测出材料的屈服极限、强度极限、弹性模量E及泊松比u在缓慢均匀加载下，测力指针是等速转动的，但当材料发生屈服时，测力指针的转到将出现缓慢，但由于测力指针的转动速度的减慢不十分明显，故还要借助自动绘图装置上绘出的压缩曲线中的拐点来判断和确定Ps（屈服载荷），屈服阶段终了以后，要使试样继续变形，就必须加大载荷，材料进入强化阶段，当载荷达到Po之后，在试样上可以看到某一局部开始出现颈缩现象，而且发展得相当快，示力指针也相应的有慢到快地回转。

对于高塑性材料，做拉伸实验可求出弹性模量和泊松比u，而对刚性材料可采用压缩实验测出其在韧性状态下的力学性能。

剪切实验、扭转实验：

工程中所用的联接件主要受剪切作用，计算时假定剪切应力在剪切面内是均匀分布的，实验时使试样的受力条件尽可能地模拟实验零件的受力情况。

工程中许多传动件在扭转条件下工作，因此必须测其在扭转条件下的力学性能，通过扭转实验可测出材料的剪切弹性模量G、剪切比例极限、剪切屈服极限、剪切强度极限。

冲击试验：

工程中许多构件除受靜载荷外，往往还要承受冲击载荷，在冲击载荷作用下，其变形和破坏过程一般可分为弹性变形、塑性变形和断裂破坏几个阶段，目前国际上大多数国家使用的常规冲击试验有两种：

一是简支梁式冲击弯曲实验（夏比冲击试验）；二是悬臂式冲击弯曲试验（艾佐冲击试验），后者对夹具要求严格，应用受到限制，夏比冲击试验应用广泛，在测试中，若试样对不容易断裂但对缺口敏感可以考虑开切口，这样可以使试样在承受