Свойства этих материалов и металлов существенно различаются. Пластмассы и композиты имеют отличный от металлов характер разрушения, для армированных мате­риалов характерна большая анизотропия свойств — свойства существенно меняются в зависимости от того, под каким углом к упрочняющей фазе (волокну, полотну) приклады­вается нагрузка. Поэтому методы определения одних и тех же механических свойств (предел прочности, твердость, ударная вязкость) этих материалов и металлов отличаются
(виды образцов, нагрузки и т.п.); кроме того, некоторые свойства определяют в направлениях, по-разному ориенти­рованных относительно армирующего компонента.
Помимо стандартных механических характеристик — твердости, предела прочности при растяжении, ударной вязкости, для пластмасс и композитов проводится опреде­ление специфических свойств (иапример, прочность коль­цевых образцов для композитов, определение температуры хрупкости и размягчения для пластмасс). Выбор испытаний тех или иных свойств определяется условиями эксплуата­ции изделий.
Механические свойства пластмасс оцениваются рядом стандартных и специальных характеристик.
Определение предела прочности при растяжении и сжа­тии. Образцы для испытаний на растяжение плоские — в виде двусторонних лопаточек — в отличие от цилин­дрических, используемых для металлов; при испытаниях на сжатие — прямоугольные параллелепипеды.
Испытания на растяжение проводят на образцах, вырезанных в трех направлениях: вдоль и поперек листа и под углом в 45° (рис. 2.24, а). Испытанию на сжатие под­вергают образцы, вырезанные параллельно и перпендику­лярно направлению слоев (рис. 2.24, в).
Испытания проводятся на обычных универсальных раз­рывных машинах с применением специальных приспособлении для закрепления образцов, а также на специальных машинах.

Рис. 2.24. Вырезка образцов слоистого пластика для испытаний: а - на растяжение; б - на сжатие; в - на изгиб

Предел прочности и при растяжении, и при сжатии определяют как отношение разрушающего усилия к пло­щади поперечного сечения образца: σ = Р/(b*h), где Р — раз­рушающая нагрузка, b и h — ширина и толщина (высота) образца до испытания.
Определение предела прочности при изгибе проводится на образцах прямоугольного сечения, вырезанных как вдоль, так и поперек листа. Испытания проводят при сосре­доточенном (трехточечном) изгибе (рис. 2.24, в).

Предел прочности определяется по формуле σ_изг= М/ W, где М — изгибающий момент, М = Р*l/ 2; Р — разрушающая сила; / — расстояние между опорами; W — момент сопро­тивления, W = (b*h)²/6 ; b и h — ширина и высота образца
до испытания. Определение ударной вязкости проводится на образцах с надрезом прямоугольной формы и без надреза. Оценивают коэффициент ослабления ударной вязкости — отношение значений ударной вязкости образца с надрезом к образцу без надреза.
Определение твердости выполняется по методу Бри­нелля, но при условиях, отличных от испытаний для сталей и чугунов: диаметр шарика 5 мм, нагрузка 250 кгс (2452 Н), толщина образцов не менее 5 мм. К специальным методам определения механических
свойств относятся, в частности, определения термомехани­ческих свойств и температурной хрупкости.

Термомеханические кривые (ТМК) строятся в коор­динатах «температура —деформация» (см. 12.1.1 и рис. 12.1). Испытание заключается в фиксации значений деформации образца под воздействием постоянной нагрузки при повышении температу­ры (рис. 2.25). К образцу (1), помещенному в нагре­ваемую камеру (2), через индентор (3) с помощью грузов (8) приклады­вают нагрузку. Величина деформации фиксируется автоматически с помощью датчика (5) и записываю­щего потенциометра (4). При необходимости можно задавать исходную деформацию контактом (7), ее величина определяется с помощью индикатора (6).

Рис. 2.25. Установка для построения термо­механической кривой полимеров и пластических масс

Один из методов определения температуры хрупко­сти (морозостойкости) пластмасс — испытания на изгиб консольно закрепленного образца (рис. 2.26). Образцы (6), закрепленные в зажимах (5), помещают в холодиль­ную камеру ( 3 ), выдерживают при заданной температуре определенное время, а затем нагружают индентором (4).

Рис. 2.26. Определение температурной хрупкости полимеров и пластических масс

Определение прочности при заданной температуре можно проводить в статическом или динамическом режиме, нагру­жая образцы посредством устройства 1 или 2 . Механические свойства композитов определяются
испытаниями на растяжение, сжатие и изгиб (аналогично методам, рассмотренным для пластмасс, при этом условия испытаний, например нагрузки, могут быть изменены).Ниже рассмотрены некоторые специальные методы испы­таний. Испытания на растяжение и сжатие кольцевых образ­цов связаны с распространением намоточных техноло­гий формообразования композитов. Одним из методов определения прочности является метод равномерного давления (рис. 2.27, а, б), соз­даваемого гидравлическойсистемой.

Рис. 2.27. Определение прочности кольцевых образцов на растяжение (а), сжатие (б), прочности при межслойном сдвиге (в)

При этом предел прочности (П) определя­ется следующими зависимо­стями: П = р*Dвн/2*h и П = р*Dнар/2*h к соответственно при растяжении и сжатии, где р — разрушающее давле­ние; Dвн и Dнар — внутренний и наружный диаметр кольца соответственно; h — толщина стенки кольца. Испытания на межслойный сдвиг вызваны тем, что большинство слоистых и волокнистых композитов слабо сопротивляются межслойному сдвигу (относи­тельное перемещение слоев композита). Один из методов испытаний — кручение образ­цов с кольцевой проточкой (рис. 2.27, в). Сопротивление сдвигу (Псдв) определяют соотношением разрушающего крутящего момента (Мкр) и момента сопротивления кручению (Wр): Псдв = Мкр/Wр, где Wр= 0.2*d³
Установлено, что в пределах отношения l/d = 0,2... 1 длина рабочей части образца (lp) не влияет на значения сдвиговой прочности (Псдв).