二、 压缩试验

1.基本原理
压缩强度是在试样上施加压缩载荷至破裂(脆性材料)或产生屈服现象(非脆性材料)时，单位横裁面积上所能承受的载荷。

σ c=×10 4(Pa)
式中：P—破坏载荷(N)；
A—试样横截面积(cm2)；
σc—压缩应力(Pa)。

屈服现象是在某一个短时间内变形增加而载荷不再增加现象，一般是对韧性材料而言。计算屈服强度时，P应取试验机刻度盘表针第一次停顿时的载荷，按上式计算屈服强度。

压缩弹性模量是指在比例极限范围内，应力和应变之比。
　　　E=(Pa)(3)
式中：σci—压缩应力，应变图上任意点的应力值(Pa)；
εci—压缩应变，应变图上任意点的应变值。

2影响压缩强度的因素

影响压缩强度的主要因素是试样的形状和尺寸及试验速度。

①试样形状和尺寸

选择试样原原则，一般是使成型和机械加工方便，试样大小能基本反映材料的特点，又能使试样不因失稳而破坏。
试样形状：板材都采用长方体；模制样品均采用圆柱体。

试样高度：图12和13是几种塑料材料压缩强度与试样高度的关系图。
由图中可以看出，试样高度在175～30mm之间，对压缩强度影响不大。在17.5mm以下，则有显著的影响，随试样高度增加压缩强度下降。分析其原因，主要是试样上下两端面与压板间的摩擦力在起作用。它阻止了试样横向扩张和产生纵向裂缝，故压缩强度定值偏高。当试样增高时，这种约束作用对试样中部的横向变形影响变小，故压缩强度变低。

②摩擦力

试样上下两端面与压板间的摩擦对压缩强度的影响，还可以通过加润滑剂的试验来进一步得到说明。

由表3可看出，由于加润滑剂使试样上下两端面与压板间的摩擦力减小，所以测得的压缩强度比不加润滑剂的偏低。试验中还观察到两者破坏现象也有所不同。涂润滑剂的试样是接近于破坏载荷时出现裂缝，而未涂润滑剂的试样在没有接近破坏载荷时就出现裂缝，且破坏时有粉末飞出。但由于涂润滑剂在做试验中极不方便，可采用提高试样高度的办法达到同样的目的。从表4可看出，提高试样高度与涂润滑剂的效果基本上是一致的，都起到了减小摩擦力影响的作用。不过试样过高将会引起失稳。

从试验中看到有机玻璃板的试样高度为25mm时，载荷接近于屈服时试样便发生歪扭，面20mm高的试样，加载至屈服后才发生歪扭。因此国标规定试样高度为20mm。

③平行度
试样上下两端面必须平行并与各侧面垂直。实践证明，试样上下两端面平行度和侧面垂直度对试验结果都有影响。从表5可以看出，试样上下两端面不平行，其结果使压缩强度偏低在2.4～7.8％左右。压缩强度降低的原因是试样各处受力不均，造成局部应力过大。因此，规定试样上下两端面互相平行并且与试样各侧面垂直，各处高度相差不应大于0.1mm。

④试验速度与压缩强度的关系
压缩试验时，加载速度的确定很重要。在选择加载速度时，必须考虑在一个速度范围内对测试结果影响不大，并且误差小，尽量使加载均匀。压缩强度随试验速度的增加而增加，尤其对热塑性材料更为明显，对热固性材料则影响较小。以有机玻璃为例，试验速度为15mm/min时的压缩的强度值比试验速度为5mm/min的压缩强度高11％左右，所以选择试验速度不宜过宽。