塑料的线性膨胀系数见下表,你了解多少?
线膨胀系数又称线性膨胀系数。固体材料在温度变化1℃时的长度变化量与0℃时的长度之比称为“线膨胀系数”,其单位为1/K。线膨胀系数随材料不同而不同,其值还与实际温度及确定长度1时所选取的参考温度有关。但由于固体的线膨胀系数变化不大,通常可以忽略不计,将线膨胀系数的变化视为与温度无关的常数。
对于塑料制品来说,是指温度每上升1℃,塑料每伸长1厘米的厘米数。若表示塑料在一定温度范围内的线膨胀特性,则称为平均线膨胀系数。塑料的线膨胀系数一般为钢材的10倍左右。常用塑料的线膨胀系数见下表:

常见塑料的线膨胀系数
韧性兄弟注意了:从上面可以看出TPV的线膨胀系数达到22.3,按道理来说,比如挤出型材、板材、电缆在夏天可能会出现翘曲、鼓包、起皱的情况,但实际使用情况并不是这样的,通常TPV挤出板材、型材、电缆在加工后都会收缩,一般收缩数据在3.5%~1.5%左右,跟硬度有关,通常90A收缩2%左右,越软收缩越大,特别是加热后,TPE-S/TPV通常不膨胀,而是收缩,这可能跟应力释放、材料分子自由运动有关,也可能跟少量软化油的挥发有关。
对于汽车车身钣金上安装的细长塑料件来说,这是一个显著的尺寸变化,如何保证其在高低温环境下的装配效果,结构及线膨胀系数的选择非常关键。以下是某车型下横梁护板图片:

其总长2073mm,总宽153mm,选用材料为PP+EPDM-T20,冬季最低气温-20℃,夏季气温30℃,该产品7月份试制转产,当时各方面装配间隙、面差都很好,与板金的贴合度很好,但冬季无法安装,即使能安装,前后端也会出现裂纹。

夏季安装效果

冬季问题照片 1

冬季问题照片 2
夏季切换生产时,温度在30℃左右,根据装配效果我们认为尺寸与当时理论设计尺寸一致。那么在冬季-20℃时,尺寸变化=2073×8.682×10-5×50≈9(-20-23℃线膨胀系数按23-80℃计算)。整体尺寸需要缩短9mm。本产品定位点在中间位置,所以前后各缩短了4.5mm。由于两端已经扣合在钣金上,没有变形,难免会出现两端贴合不上钣金而缩短的情况。对于该类产品,一方面要选择线膨胀系数小的材料,这会增加成本,另一方面要着力于结构的设计。 除了定位点之外,前后固定点的长度方向一定要放开,并且两端的固定点要预留适当的变形,这也是我们在后续的产品设计中需要考虑的。
本文参考文献:《汽车内外饰设计与实践》曹都主编
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