ICS83.080.01
G31
中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T9341-2008/ISO178:2001
代替GB/T9341-2000
塑料彎曲性能的測(cè)定
Plastics-Determination of flexural properties
(ISO178:2001,IDT)
2008-08-04發(fā)布
2009-04-01實(shí)施
中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布
GB/T9341—2008/Is0178:2001
前言
本標(biāo)準(zhǔn)等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO178:2001《塑料——彎曲性能的測(cè)定》,并將ISO/TC61/SC2于
2004年發(fā)布的1號(hào)修改單的內(nèi)容并入文本中。
本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T9341—2000相比主要變化如下:
——適用范圍中取消了纖維增強(qiáng)熱固性和熱塑性復(fù)合材料及熱致液晶聚合物;
增加了對(duì)“硬質(zhì)塑料”的定義
對(duì)支座和壓頭之間平行度的要求做了修訂;
取消了對(duì)某些測(cè)量?jī)x器的要求;
修改了對(duì)非推薦試樣的尺寸的要求
增加了注塑試樣的數(shù)量
—規(guī)定了狀態(tài)調(diào)節(jié)的優(yōu)選條件;
修改了對(duì)應(yīng)剔除試樣的規(guī)定;
增加了對(duì)試驗(yàn)中初始應(yīng)力的要求
增加了彎曲應(yīng)變的計(jì)算方法;
增加了附錄A“柔量修正”;
一增加了附錄B“精密度說(shuō)明”
本標(biāo)準(zhǔn)中附錄A為規(guī)范性附錄,附錄B為資料性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC15)歸口
本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位:中石化北化院國(guó)家化學(xué)建筑材料測(cè)試中心(材料測(cè)試部)
本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位:廣州合成材料研究院有限公司、國(guó)家合成樹(shù)脂質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、北京燕山
石化樹(shù)脂所、國(guó)家塑料制品質(zhì)檢中心(北京)深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司、國(guó)家化學(xué)建筑材料測(cè)試
中心(材料測(cè)試部)、國(guó)家石化有機(jī)原料合成樹(shù)脂質(zhì)檢中心、廣州金發(fā)科技股份有限公司。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:孫佳文、俞峰、邢進(jìn)、王浩江、施雅芳、陳宏愿、劉山生、李建軍、王超先、安建平
本標(biāo)準(zhǔn)于1988年首次發(fā)布,2000年第一次修訂
GB/T9341—2008/IS0178:2001
ISO前言
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)是世界性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體(ISO成員團(tuán)體)的聯(lián)合機(jī)構(gòu)。制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的
工作一般是通過(guò)ISO各技術(shù)委員會(huì)進(jìn)行。凡對(duì)某個(gè)技術(shù)委員會(huì)設(shè)立的項(xiàng)目感興趣的任何成員團(tuán)體都
有權(quán)派代表參加該技術(shù)委員會(huì)。政府的或非政府的國(guó)際組織,經(jīng)與ISO聯(lián)系,也可參加此工作。ISO
與國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在電工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化所有題材方面密切協(xié)作
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)按照ISO/IEC方針中第3部分的條例起草。
被技術(shù)委員會(huì)采納的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案,在接受為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之前要提交各成員團(tuán)體進(jìn)行投票表決。當(dāng)
至少有75%的成員團(tuán)體表示贊成時(shí),才能作為正式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公布。
值得注意的是,一些本國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的組成部分可能是專(zhuān)利權(quán)主體,ISO不負(fù)責(zé)鑒定任何一個(gè)或所有專(zhuān)
利權(quán)
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO178是由ISO/TC61塑料技術(shù)委員會(huì),SC2力學(xué)性能分技術(shù)委員會(huì)制定的。
本第四版取代第三版(ISO178:1993),并作了下列修改
給出了對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的起始部分發(fā)生的彎曲進(jìn)行校正的方法(見(jiàn)9.2);
給出了對(duì)試驗(yàn)機(jī)的柔量進(jìn)行修正的方法(見(jiàn)附錄A)。
附錄A為本國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性附錄。
Ⅱ
GB/T9341-2008/ISo178:2001
塑料彎曲性能的測(cè)定
范圍
1.1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在規(guī)定條件下測(cè)定硬質(zhì)和半硬質(zhì)塑料彎曲性能的方法。規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)試樣,同時(shí)對(duì)適
合使用的替代試樣也提供了尺寸參數(shù)和試驗(yàn)速度范圍
1.2本標(biāo)準(zhǔn)用于在規(guī)定條件下研究試樣彎曲特性1,測(cè)定彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和彎曲應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于兩端自由支撐、中央加荷的試驗(yàn)(三點(diǎn)加荷試驗(yàn))
1.3本標(biāo)準(zhǔn)適用于下列材料
—熱塑性模塑和擠塑材料,包括填充的和增強(qiáng)的未填充材料以及硬質(zhì)熱塑性板材
熱固性模塑材料,包括填充和增強(qiáng)材料以及熱固性板材。
依照GB/T19467.1-200421和GB/T19467.2-200431,本標(biāo)準(zhǔn)適用于加工前纖維長(zhǎng)度≤7.5mm的
纖維增強(qiáng)的材料。對(duì)于纖維長(zhǎng)度>7.5mm的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的材料(層壓材料),見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4
本標(biāo)準(zhǔn)通常不適用于硬質(zhì)多孔材料和含有多孔材料的夾層結(jié)構(gòu)材料5,51
注:對(duì)于某些紡織纖維增強(qiáng)的塑料,最好采用四點(diǎn)彎曲試驗(yàn),見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4]。
1.4本標(biāo)準(zhǔn)采用的試樣可以是選定尺寸的模塑試樣,也可以是用標(biāo)準(zhǔn)多用途試樣中部機(jī)加工的試樣
(見(jiàn)GB/T119972008),或從成品或半成品如模塑件、擠出或澆鑄板材經(jīng)機(jī)加工的試樣
1.5本標(biāo)準(zhǔn)推薦了最佳試樣尺寸。用不同尺寸或不同條件制備的試樣進(jìn)行試驗(yàn),其結(jié)果是不可比的。
其他因素,如試驗(yàn)速度和試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)也會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。尤其對(duì)于半結(jié)晶聚合物,表層的厚度取決
于模塑條件和試樣的厚度,會(huì)影響彎曲性能。因此,在要求數(shù)據(jù)比較時(shí),必須仔細(xì)控制和記錄這些因素
1.6只有具有線(xiàn)性應(yīng)力應(yīng)變特性的材料,其彎曲性能才能作為工程設(shè)計(jì)的依據(jù),而非線(xiàn)性材料的彎曲
性能僅是公稱(chēng)值。對(duì)于脆性材料,即難于作拉伸試驗(yàn)的材料,最好采用彎曲試驗(yàn)。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有
的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究
是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T2918-1998塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境( dt iso291:1997)
GB/T54712008塑料熱固性塑料試樣的壓塑(ISO295:2004,IDT)
GB/T9352-2008塑料熱塑性塑料材料試樣的壓塑(ISO293:2004,IDT)
GB/T11997—2008塑料多用途試樣(ISO3167:2002,IDT)
GB/T17037.1-1997熱塑性塑料材料注塑試樣的制備第1部分:一般原理及多用途試樣和長(zhǎng)
條試樣的制備( idt iso294-1:1996)
GB/T172001997橡膠塑料拉力、壓力、彎曲試驗(yàn)機(jī)技術(shù)要求dtIO5893:1993)
ISO2602:1980測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和解釋均值的估計(jì)和置信區(qū)間
IsO2818:1994塑料—用機(jī)械加工方法制備試樣
ISO10724-1:1998塑料熱固性粉末模塑復(fù)合物試樣的注射模塑成型——第1部分:一般原
則和多用途試樣的模塑成型
GB/T9341—2008/ISO178:2001
3術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)
試驗(yàn)速度 test speed
支座與壓頭之間的相對(duì)移動(dòng)的速率,以毫米每分(mm/min)為單位。
3.2
彎曲應(yīng)力 flexural stress
試樣跨度中心外表面的正應(yīng)力,以兆帕(MPa)為單位[見(jiàn)9.1中的式(5)]
3.3
斷裂彎曲應(yīng)力 flexural stress at break
試樣斷裂時(shí)的彎曲應(yīng)力(見(jiàn)圖1中的曲線(xiàn)a和曲線(xiàn)b),以兆帕(MPa)為單位
彎曲強(qiáng)度 flexural strength
試樣在彎曲過(guò)程中承受的最大彎曲應(yīng)力(見(jiàn)圖1中的曲線(xiàn)a和曲線(xiàn)b),以兆帕(MPa)為單位
在規(guī)定撓度時(shí)的彎曲應(yīng)力 flexural stress at conventional deflection
fC
達(dá)到3.7規(guī)定的撓度sc時(shí)的彎曲應(yīng)力(見(jiàn)圖1中的曲線(xiàn)c),以兆帕(MPa)為單位。
M=出B
Sc=l5 h
ORc
曲線(xiàn)a試樣在屈服前斷裂
曲線(xiàn)b—試樣在規(guī)定撓度s前顯示最大值后斷裂;
曲線(xiàn)c試樣在規(guī)定撓度S前既不屈服也不斷裂。
圖1彎曲應(yīng)力叫隨彎曲應(yīng)變B和撓度s變化的典型曲線(xiàn)
GB/T9341-2008/IS0178:2001
3.6
撓度 deflection
在彎曲過(guò)程中試樣跨度中心的頂面或底面偏離原始位置的距離,以毫米(mm)為單位。
3.7
規(guī)定撓度 conventional deflection
規(guī)定撓度為試樣厚度h的1.5倍,以毫米(mm)為單位。當(dāng)跨度L=16h時(shí),規(guī)定撓度相當(dāng)于彎曲
應(yīng)變?yōu)?.5%(見(jiàn)3.8)
3.8
彎曲應(yīng)變 flexural strain
試樣跨度中心外表面上單元長(zhǎng)度的微量變化,用無(wú)量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%)表示[見(jiàn)92中的式(6)
和式(7]。
3.9
斷裂彎曲應(yīng)變 flexural strain at break
試樣斷裂時(shí)的彎曲應(yīng)變(見(jiàn)圖1中的曲線(xiàn)a和曲線(xiàn)b,用無(wú)量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%)表示
彎曲強(qiáng)度下的彎曲應(yīng)變 flexural strain at flexural strength
最大彎曲應(yīng)力時(shí)的彎曲應(yīng)變(見(jiàn)圖1中的曲線(xiàn)a和曲線(xiàn)b),用無(wú)量綱的比或百分?jǐn)?shù)(%表示。
3.11
彎曲彈性模量或彎曲模量 modulus of elasticity in flexure; flexural modulus
E
應(yīng)力差aa-0與對(duì)應(yīng)的應(yīng)變差(e=0.0025)-(en=0.0005))之比[見(jiàn)93中的式(9)],以兆帕
(MPa)為單位。
注1:彎曲模量?jī)H是楊氏彈性模量的近似值。
注2:能借助計(jì)算機(jī)用兩個(gè)不同的應(yīng)力應(yīng)變點(diǎn)測(cè)定模量E,即把這兩點(diǎn)間的曲線(xiàn)經(jīng)線(xiàn)性回歸處理后來(lái)表示。
3.12
硬質(zhì)塑料 rigid plastic
在規(guī)定條件下,彎曲彈性模量或(彎曲彈性模量不適用時(shí))拉伸彈性模量大于700MPa的塑料
4原理
把試樣支撐成橫梁,使其在跨度中心以恒定速度彎曲,直到試樣斷裂或變形達(dá)到預(yù)定值,測(cè)量該過(guò)
程中對(duì)試樣施加的壓力。
5試驗(yàn)機(jī)
5.1概述
試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合GB/T17200-1997的要求
5.2試驗(yàn)速度
試驗(yàn)機(jī)應(yīng)具有表1所規(guī)定的試驗(yàn)速度(見(jiàn)3.1)。
GB/T9341—2008/Iso178:2001
表1試驗(yàn)速度的推薦值
速度v/(mm/min)
允差/%
士20
士20
5
士20
20
±10
50
士10
100
士10
200
±10
500
厚度在1mm至3.5mm之間的試樣,用最低速度。
b速度1mm/min和2mm/min的允差低于GB/T17200-1997的規(guī)定。
加速度、機(jī)架和試驗(yàn)機(jī)的柔量可能影響應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的起始部分。如8.4和9.2所述可以避免該
問(wèn)題
5.3支座和壓頭
兩個(gè)支座和中心壓頭的位置情況如圖2所示,在試樣寬度方向上,支座和壓頭之間的平行度應(yīng)在
士0.2mm以?xún)?nèi)
R
L/2
1—試樣;
R1壓頭半徑;
h——試樣厚度;
R2—支座半徑
F施加力
L支座間跨距的長(zhǎng)度。
—試樣長(zhǎng)度;
圖2試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的試樣位置
GB/T9341-2008/ISO178:2001
壓頭半徑R1和支座半徑R2尺寸如下:
R1=5.0mm±0.1mm;
R2=2.0mm士0.2mm,試樣厚度≤3mm;
R2=5.0mm±0.2mm,試樣厚度>3mm
跨度L應(yīng)可調(diào)節(jié)。
注:為了正確地調(diào)整和定位試樣,以免影響應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的起始部位(見(jiàn)8.4),有必要對(duì)試樣施加預(yù)應(yīng)力。
5.4負(fù)荷和撓度指示裝置
力值的示值誤差不應(yīng)超過(guò)實(shí)際值的1%撓度的示值誤差不應(yīng)超過(guò)實(shí)際值的1%(見(jiàn)GB/T17200
1997)
注1:測(cè)定彎曲模量時(shí),使用的實(shí)際值是計(jì)算應(yīng)變之差的上限值(E2=0.0025)。例如當(dāng)使用推薦試樣類(lèi)型(見(jiàn)6.1.2)
時(shí),試樣厚度h為4mm,跨距L為16h(見(jiàn)8.3),根據(jù)式(6)計(jì)算出撓度s2為0.43mm時(shí),撓度測(cè)量系統(tǒng)的允
差為±4.3rm
注2:環(huán)形應(yīng)變儀已經(jīng)商品化,這樣在試樣安裝過(guò)程中因未對(duì)準(zhǔn)而可能產(chǎn)生的橫向力能夠得到補(bǔ)償。
6試樣
6.1形狀和尺寸
6.1.1概述
試樣尺寸應(yīng)符合相關(guān)的材料標(biāo)準(zhǔn),若適用,應(yīng)符合6.1.2或6.1.3的要求。否則,應(yīng)與有關(guān)方面協(xié)
商試樣的類(lèi)型。
6.1.2推薦試樣
推薦試樣尺寸
長(zhǎng)度l:80mm±2mm;
寬度b:10.0mm±0.2mm;
厚度h:4.0mm±0.2mm
對(duì)于任一試樣,其中部1/3的長(zhǎng)度內(nèi)各處厚度與厚度平均值的偏差不應(yīng)大于2%,寬度與平均值的
偏差不應(yīng)大于3%。試樣截面應(yīng)是矩形且無(wú)倒角。
注:推薦試樣可以從按GB/T11997—2008的規(guī)定制成的多用途試樣的中部機(jī)加工制取。
6.1.3其他試樣
當(dāng)不可能或不希望采用推薦試樣時(shí),試樣應(yīng)符合下面的要求
試樣長(zhǎng)度和厚度之比應(yīng)與推薦試樣相同,如式(1)所示
L/h=20土1
(1)
按8.3a)、8.3b)或8.3c)提供的試樣不受此約束。
注:某些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求從厚度大于規(guī)定上限的板材上制取試樣時(shí),可采用機(jī)加工方法,僅從單面加工到規(guī)定厚度,
此時(shí),通常是把試樣的未加工面與兩個(gè)支座接觸,中心壓頭把力施加到試樣的機(jī)加工面上。
試樣寬度應(yīng)采用表2給出的規(guī)定值。
表2與試樣厚度h相關(guān)的寬度值b
單位為毫米
公稱(chēng)厚度h
寬度b
1<h≤3
25,0士0.5
3<h≤5
10.0±0.5
5<h≤10
15.0±0.5
10<h≤20
20.0±士0.5
5
GB/T9341-208/ISo178:2001
表2(續(xù))
單位為毫米
公稱(chēng)厚度h
寬度b
20<h≤35
35.0土0.5
35<h≤50
50.0±0.5
a含有粗粒填料的材料,其最小寬度應(yīng)為30mm。
6.2各向異性材料
6.2.1這類(lèi)材料的物理性能,例如彈性與方向有關(guān),應(yīng)使所選擇的試樣承受彎曲應(yīng)力的方向與其產(chǎn)品
(模塑制品、板、管等)在使用時(shí)承受彎曲應(yīng)力的方向相同或相近。如果已知該方向,試樣和設(shè)計(jì)的最終
產(chǎn)品之間的關(guān)系將決定是否使用標(biāo)準(zhǔn)的試樣
注:試樣的取樣位置、取樣方向和尺寸,有時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大的影響。
6.22當(dāng)材料的彎曲特性在兩個(gè)主要方向上顯示出有很大差別時(shí),應(yīng)在這兩個(gè)方向上進(jìn)行試驗(yàn),并記
錄試樣的取向與主方向的關(guān)系(見(jiàn)圖3)。
WN
WP
LN
W
L—產(chǎn)品的長(zhǎng)度方向
W—產(chǎn)品的寬度方向。
試樣位置
產(chǎn)品方向
施力方向
LN
長(zhǎng)度
垂直層壓面
WN
寬度
LP
長(zhǎng)度
平行層壓面
WP
寬度
圖3相對(duì)于產(chǎn)品方向和施力方向的試樣位置
6.3試樣制備
6.3.1模塑和擠塑料
試樣應(yīng)根據(jù)相關(guān)的材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制備。當(dāng)沒(méi)有材料標(biāo)準(zhǔn)或其他規(guī)定時(shí),則可根據(jù)需要,按照
GB/9352—2008GB/T17037.11997、GB/T5471—2008、ISO10724-1:1998的要求直接模壓或注
塑試樣。
6
GB/T9341-2008/Is0178:2001
6.3.2板材
試樣應(yīng)根據(jù)ISO2818:199的規(guī)定從片材上機(jī)加工制取
6.4試樣檢查
試樣不可扭曲,相對(duì)的表面應(yīng)互相平行,相鄰的表面應(yīng)互相垂直。所有的表面和邊緣應(yīng)無(wú)刮痕、麻
點(diǎn)、凹陷和飛邊
借助直尺、規(guī)尺和平板,目視檢查試樣是否符合上述要求,并用游標(biāo)卡尺測(cè)量。
試驗(yàn)前,應(yīng)剔除測(cè)量或觀(guān)察到的有一項(xiàng)或多項(xiàng)不符合上述要求的試樣,或?qū)⑵浼庸さ胶线m的尺寸和
形狀
注:為了便于脫模,注塑試樣通常有1°~2°的脫模角,因此模塑試樣的側(cè)面通常不完全平行
6.5試樣數(shù)量
6.5.1在每一試驗(yàn)方向上至少應(yīng)測(cè)試五個(gè)試樣(見(jiàn)圖3)。如果要求平均值要有更高的精密度,試樣數(shù)
量可能會(huì)超過(guò)五個(gè),具體的試樣數(shù)量可用置信區(qū)間進(jìn)行估算(95%概率,見(jiàn)ISO2602:1980)。
65.2直接注塑的試樣,應(yīng)至少測(cè)試五個(gè)試樣。
注:建議試樣在同一方向上試驗(yàn),即與中空板或固定板接觸的表面(根據(jù)需要,參見(jiàn)GB/T17037.1-1997或
ISO10724-1:1998),通常與支座接觸,以消除模塑過(guò)程中所引起的任何不對(duì)稱(chēng)性的影響。
65.3試樣在跨度中部1/3外斷裂的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)予作廢,并應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)
7狀態(tài)調(diào)節(jié)
試樣應(yīng)按其材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié),除另有商定,如高溫或低溫試驗(yàn)除外,若無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),
應(yīng)從GB/T2918-1998中選擇最合適的條件進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。GB/T2918-1998中推薦的狀態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)
境為23/50,只有當(dāng)知道材料的彎曲性能不受濕度影響時(shí),才不需要控制濕度。
8試驗(yàn)步驟
8.1試驗(yàn)應(yīng)在受試材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境中進(jìn)行。若無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)從GB/T2918-1998中選擇
最合適的環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。另有商定的,如高溫或低溫試驗(yàn)除外。
8.2測(cè)量試樣中部的寬度b精確到0.1mm;厚度h,精確到0.01mm,計(jì)算一組試樣厚度的平均值h,
剔除厚度超過(guò)平均厚度允差士2%的試樣,并用隨機(jī)選取的試樣來(lái)代替。
本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在室溫下測(cè)量用于測(cè)定彎曲性能的試樣尺寸。對(duì)于在其他溫度下測(cè)定的彎曲性能,沒(méi)有
考慮熱膨脹所產(chǎn)生的影響
8.3按式(2)調(diào)節(jié)跨度:
L=(16±1)h
并測(cè)量調(diào)節(jié)好的跨度,精確到0.5%
除下列情況外,都應(yīng)用式(2)計(jì)算跨度
)對(duì)于很厚且單向纖維增強(qiáng)的試樣,為避免因剪切分層,可用較大的L/h比值來(lái)計(jì)算跨度。
b)對(duì)于很薄的試樣,為適應(yīng)試驗(yàn)機(jī)的能力,可用較小的L/h比值來(lái)計(jì)算跨度。
)對(duì)于軟性的熱塑性塑料,為防止支座嵌入試樣,可用較大的L/h比值。
84試驗(yàn)前試樣不應(yīng)過(guò)分受力。為避免應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的起始部分出現(xiàn)彎曲,有必要施加預(yù)應(yīng)力。在
測(cè)量模量時(shí),試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)試樣所受的彎曲應(yīng)力o(見(jiàn)圖4)應(yīng)該為正值,且處于下列范圍內(nèi):
≤n≤5×104E
該范圍與E≤0.05%的預(yù)應(yīng)變相對(duì)應(yīng)。當(dāng)測(cè)量相關(guān)性能,如σa、∝或σ時(shí),試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)試樣所受
的彎曲應(yīng)力0應(yīng)處于下列范圍內(nèi):
0≤00≤5×102a
注:高粘彈性、高韌性的材料,如聚乙烯、聚丙烯或濕態(tài)聚酰胺的彎曲模量受預(yù)應(yīng)力影響明顯
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8.5按受試材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定設(shè)置試驗(yàn)速度,若無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從表1中選一速度值,使彎曲應(yīng)變速率盡可
能接近1%/min,對(duì)于6.1.2中的推薦試樣,給定的試驗(yàn)速度為2mm/min。
8.6把試樣對(duì)稱(chēng)地放在兩個(gè)支座上,并于跨度中心施加力(見(jiàn)圖2)。
8.7記錄試驗(yàn)過(guò)程中施加的力和相應(yīng)的撓度,若可能,應(yīng)用自動(dòng)記錄裝置來(lái)執(zhí)行這一操作過(guò)程,以便得
到完整的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)圖[見(jiàn)9.1中式(5)]
根據(jù)力-撓度或應(yīng)力撓度曲線(xiàn)或等效的數(shù)據(jù)來(lái)確定在第3章中的相關(guān)應(yīng)力、撓度和應(yīng)變值。對(duì)于
柔量修正的方法見(jiàn)附錄A。
E=0
1—應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的起始部分區(qū)域。
2—應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的起始部分的預(yù)應(yīng)力
a≤5×10E或≤10-2a1
圖4帶有曲線(xiàn)起始部分和測(cè)定零應(yīng)變點(diǎn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)示例
9結(jié)果計(jì)算和表示
9.1彎曲應(yīng)力
用式(5)計(jì)算第3章中定義的彎曲應(yīng)力參數(shù)
3FL
……………………(5)
2b2
式中:
t彎曲應(yīng)力,單位為兆帕(MPa);
F—施加的力,單位為牛頓(N);
L—跨度,單位為毫米
(mm);
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b——試樣寬度,單位為毫米(mm);
h—試樣厚度,單位為毫米(mm)。
9.2彎曲應(yīng)變
用式(6)或式(7)計(jì)算第3章中定義的彎曲應(yīng)變參數(shù):
ash
(6)
e≈900
%
(7)
式中
彎曲應(yīng)變,用無(wú)量綱的比或百分?jǐn)?shù)表
s——撓度,單位為毫米(mm);
h——試樣厚度,單位為毫米(mm);
L—跨度,單位為毫米(mm)
如果從應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的起始部分找到曲線(xiàn)區(qū)域就可以從8.4(見(jiàn)圖4)中所述的初始彎曲應(yīng)力上
外推出零應(yīng)變
9.3彎曲模量
測(cè)定彎曲模量,根據(jù)給定的彎曲應(yīng)變E=0.0005和e2=0.0025,按式(8)計(jì)算相應(yīng)的撓度s
和
E
6h(i=1,2)
…………………………(8)
式中
s:單個(gè)撓度,單位為毫米(mm);
相應(yīng)的彎曲應(yīng)變,即上述的En和E2值
L—跨度,單位為毫米(
mm)i
h——試樣厚度,單位為毫米(mm)
再根據(jù)式(9)計(jì)算彎曲模量E:
E
(9)
式中
E1彎曲模量,單位為兆帕(MPa);
n—撓度為s1時(shí)的彎曲應(yīng)力,單位為兆帕(MPa)
撓度為52時(shí)的彎曲應(yīng)力,單位為兆帕(MPa)。
若借助計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算,見(jiàn)3.11中的注2
注:所有關(guān)于彎曲性能的公式僅在線(xiàn)性應(yīng)力應(yīng)變行為才是精確的(見(jiàn)1.6),因此對(duì)大多數(shù)塑料,僅在小撓度時(shí)才是
精確的
4統(tǒng)計(jì)參數(shù)
計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值,若需要,可按ISO2602:1980來(lái)計(jì)算平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差和95%的置
信區(qū)間。
9.5有效數(shù)字
應(yīng)力和模量計(jì)算到3位有效數(shù)字,撓度計(jì)算到2位有效數(shù)字。
10精密度
本標(biāo)準(zhǔn)暫無(wú)精密度數(shù)據(jù),ISO178:2001精密度數(shù)據(jù)見(jiàn)附錄B。
9
GB/T9341-2008/IO178:2001
試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該包含以下信息和內(nèi)容
a)注明采用本標(biāo)準(zhǔn);
b)注明試驗(yàn)材料所有已知的必要信息,包括類(lèi)型、來(lái)源、生產(chǎn)批號(hào)、形態(tài)和成型工藝;
)對(duì)于板材,注明板材的厚度,若需要,應(yīng)注明試樣的軸線(xiàn)方向與板材某些特征的關(guān)系;
d)試樣的形狀和尺寸
)試樣的制備方法
f)若需要,注明試驗(yàn)條件和狀態(tài)調(diào)節(jié)方法;
g)試樣數(shù)量
h)所用跨度的公稱(chēng)長(zhǎng)度;
i)試驗(yàn)速度;
j)試驗(yàn)設(shè)備的精度等級(jí);
k)力施加的表面;
1)若需要,給出每個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果;
m)試驗(yàn)結(jié)果的平均值;
n)若需要,給出平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差和95%置信區(qū)間;
o)試驗(yàn)日期。
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GB/T9341-2008/ISO178:2001
附錄A
(規(guī)范性附錄
柔量修正
如果不能直接測(cè)量撓度s,必須準(zhǔn)確記錄試驗(yàn)機(jī)橫梁間距離的變化量sc來(lái)替代撓度,這個(gè)距離的變
量應(yīng)該用試驗(yàn)機(jī)的柔量CM進(jìn)行修正。可以使用已知拉伸模量的高硬度材料的參考棒,如鋼板來(lái)測(cè)定
CM。用式(A.1)和式(A.2)計(jì)算撓度s
SR
…(A,2)
F 4ERbRhR
式中:
撓度,單位為毫米(mm);
sc—試驗(yàn)機(jī)上,選定兩點(diǎn)之間的距離變化量,單位為毫米(mm);
CM試驗(yàn)機(jī)選定點(diǎn)之間的柔量,單位為毫米每牛頓(mm/N);
F—施加力,單位為牛頓(N);
5使用參考試樣時(shí),選定點(diǎn)之間的距離變化量,單位為毫米(mm);
LR測(cè)量柔量時(shí)的跨度,單位為毫米(mm);
ER—參考材料的拉伸模量,單位為兆帕(MPa);
b—參考試樣的寬度,單位為毫米(mm);
hg—參考試樣的厚度,單位為毫米(mm)。
另一種方法是,如果能夠測(cè)量參考試樣相對(duì)于支座的準(zhǔn)確撓度△sR,則可以用式(A.3)測(cè)定試驗(yàn)機(jī)
的柔量:
F
(A.3)
式中:
試驗(yàn)中設(shè)備顯示的位移,如橫梁的位移
用一臺(tái)校準(zhǔn)的參考儀器測(cè)量的參考試樣的撓度。
在這種情況下,不必知道參考材料的模量
對(duì)于相應(yīng)的力值范圍,應(yīng)保證柔量CM是恒定的。如果出現(xiàn)諸如機(jī)架影響試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)部
件的情況,柔量可能是無(wú)效的,可將試驗(yàn)機(jī)的變形假定為簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系(sc=CM×F)。
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GB/T9341-2008/ISo178:2001
附錄B
(資料性附錄)
精密度說(shuō)明
B.1表B.1和表B.2是按照 ASTM E691《測(cè)定試驗(yàn)方法精密性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室間研究的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)范》,
根據(jù)循環(huán)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)。應(yīng)由同一機(jī)構(gòu)制樣并分發(fā)樣品。由5個(gè)單個(gè)測(cè)試值的平均值作為一個(gè)試驗(yàn)
結(jié)果。對(duì)于每種材料,每個(gè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)得出兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。
表B.1在規(guī)定撓度為35%a時(shí)彎曲應(yīng)力的精密度數(shù)據(jù)
單位為兆帕
材料
平均值
SR
R
聚碳酸酯
70.5
0.752
l.99
2.11
5.58
ABs
72.1
0.382
2.67
1.07
7.49
高密度聚乙烯
20,4
0.129
0.505
0.36
1.42
玻纖增強(qiáng)聚砜
156
l.65
3.13
4,26
8.
注:所使用的代數(shù)符號(hào)的意義,見(jiàn)表B.2。
a已測(cè)出玻纖增強(qiáng)聚砜的彎曲強(qiáng)度。
表B.2彎曲模量的精密度數(shù)據(jù)
單位為兆帕
材料
平均值
R
聚碳酸酯
2310
45,6
146
128
410
ABs
2470
157
94。0
439
高密度聚乙烯
1110
15.0
94.4
419
264
玻纖增強(qiáng)聚砜
8510
83.5
578
234
1618
注:S—實(shí)驗(yàn)室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差;
實(shí)驗(yàn)室間標(biāo)準(zhǔn)偏差
95%重復(fù)性的極限值(=2.8s);
R95%再現(xiàn)性的極限值(=2.85g)。
B.2表B.1中的數(shù)據(jù)是根據(jù)循環(huán)試驗(yàn),由9個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)4種材料進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果,表B.2中的數(shù)據(jù)是
根據(jù)循環(huán)試驗(yàn),由11個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)4種材料進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果。
注:以下對(duì)r和R(見(jiàn)B.3)的解釋只是為了給出考慮該測(cè)試方法的近似精密度的一種有意義的方法。由于表B.1
和表B.2中的數(shù)據(jù)是根據(jù)循環(huán)試驗(yàn)得出的,可能不能代表其他的批次測(cè)試條件、材料或?qū)嶒?yàn)室,因此不能?chē)?yán)
格地作為接受或拒絕材料的依據(jù)。該測(cè)試方法的使用者應(yīng)使用 ASTM E691的原理,根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)室條件
和材料或在實(shí)驗(yàn)室之間建立相關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)于這些數(shù)據(jù),B.3中的原理應(yīng)該是有效的
B.3表B.1和表B.2中r和R的概念
如果5,和5R是由大量充足的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的,并且每個(gè)試驗(yàn)結(jié)果是由5個(gè)試樣的測(cè)試結(jié)果得出
的,則
)重復(fù)性:如果由同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室得出的兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的差大于該材料的r值,則應(yīng)判斷這兩個(gè)值
不等價(jià)。r間隔表示了同一材料的兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果之間的臨界差,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)由同一操作者使
用同一設(shè)備在同一實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測(cè)試得出。
b)再現(xiàn)性:如果由不同實(shí)驗(yàn)室得出的兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的差大于該材料的R值,則應(yīng)判斷這兩個(gè)值
不等價(jià)。R間隔表示了同一材料的兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果之間的臨界差,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)由不同操作者使
用不同設(shè)備在不同實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測(cè)試得出
c)根據(jù)a)和b)進(jìn)行的判斷大約有95%(0.95)的置信概率。
GB/Tr9341-2008/IS0178:2001
參考文獻(xiàn)
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[6]GB/T8812.2-2007硬質(zhì)泡沫塑料彎曲性能的測(cè)定第2部分:彎曲強(qiáng)度和表觀(guān)彎曲
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