拉伸性能的測定修改版

1、文件編號版 本第1版拉伸性能的測定 修 改 號0頁 數(shù)第 12 頁 共 12 頁拉伸性能的測定1原理沿試樣縱向主軸恒速拉伸，直到斷裂或應力（負荷）或應變（伸長）達到某一預定值，測量這一過程中試樣承受的負荷及其伸長。2.術語和定義2.1 標距（L0）試樣中間部分兩標線之間的初始距離，以mm為單位。2.2實驗速度（）在實驗過程中，實驗機夾具分離速度，以mmmin為單位。2.3拉伸應力 tensile stress 在試樣標距長度內任何給定時刻每單位原始橫截面積上所受的拉伸力以MPa為單位。 2.3.1拉伸屈服應力, 屈服應力 tensile stress at yieldyield stress

2、y發(fā)生應力不增加而應變增加時的最初應力以MPa為單位 該應力值可能小于材料的最大應力(見圖1中的曲線b和曲線c)。 2.3.2拉伸斷裂應力 tensile stress at break B 試樣斷裂時的拉伸應力(見圖1)以MPa為單位。 2.3.3拉伸強度 tensile strength M在拉伸試驗過程中試樣承受的最大拉伸應力(見圖1)以MPa為單位。 2.3.4 x%應變拉伸應力(見4.4) tensile stress at x% strain x應變達到規(guī)定值x%時的應力以MPa為單位。 適用于既無屈服點又不易拉斷的軟而韌的材料應力-應變曲線上無明顯屈服點的情況見圖1中的曲線d)x

3、 值應按有關產(chǎn)品標準規(guī)定或由相關方商定。但在任何情況下x 都必須小于拉伸強度所對應的應變。如土工格柵產(chǎn)品中的2%、5%拉伸力。 此條用于取代92版的“偏置屈服應力” 2.4拉伸應變 tensile strain 標距原始單位長度的增量用無量綱的比值或百分數(shù)(%)表示。 適用于脆性材料活韌性材料在屈服點以前的應變超過屈服點后的應變則以“拉伸標稱應變”代替。 2.4.1拉伸屈服應變 tensile strain at yield y 屈服應力時的拉伸應變見4.3.1和圖1中的曲線b和曲線c用無量綱的比值或百分數(shù)%表示。 2.4.2拉伸斷裂應變 tensile strain at break B 試

4、樣未發(fā)生屈服而斷裂時與斷裂應力相對應的拉伸應變見圖1中的曲線a和曲線d用無量綱的比值或百分數(shù)（%）表示。 屈服后斷裂的情況見5.1。 修訂后的GB/T 1040不再使用“斷裂伸長率”的概念而以“拉伸斷裂應變”、“斷裂標稱應變”代替。 2.4.3拉伸強度應變 tensile strain at tensile strength m試樣未出現(xiàn)屈服或在屈服點時與拉伸強度相對應的拉伸應變見圖1中的曲線a、c和曲線d用無量綱的比值或百分數(shù)%表示。 拉伸強度高于屈服應力的情況見5.2。 2.5拉伸標稱應變 nominal tensile strain t 兩夾具之間距離夾具間距原始單位長度的增量，用無量綱

5、的比值或百分數(shù)（%）表示。 只適用于韌性材料屈服點后的應變，它表示沿試樣自由長度總的相對伸長率。由于韌性材料在屈服點后應力基本不變而應變迅速增加，試樣很快變細、變長，準確測量兩標線之間的距離變得相當困難，為此采用夾具間的原始距離替代試驗標距、夾具間的距離增量代替伸長改稱為“拉伸標稱應變”。 2.5.1斷裂標稱應變 nominal tensile strain at break tB 試樣屈服后斷裂(見圖1中的曲線b和曲線c)時與斷裂拉伸應力（見3.2）相對應的拉伸標稱應變用無量綱的比值或百分數(shù)（%）表示。 無屈服的斷裂情況（見4.2）。 2.5.2拉伸強度標稱應變 nominal tensil

6、e strain at tensile strength tM拉伸強度出現(xiàn)在屈服之后（見圖1中的曲線b）與拉伸強度對應的標稱應變，用無量綱的比值或百分數(shù)（%）表示。 沒有屈服或拉伸強度出現(xiàn)在屈服點時的情況，見4.3。 2.6拉伸彈性模量 modulus of elasticity in tension Et應力2與1的差值（2-1）與對應的應變2與1的差值(2 1；1=0.00052=0.0025)的比值 見圖1中的曲線d和10.3中的公式(8)以MPa為單位。 此定義不適用于薄膜和橡膠。 注：借助計算機可以用監(jiān)測點間曲線部分的線性回歸代替以兩個不同的應力-應變點來測量模量Et。 此定義的幾何

7、意義就是應力-應變曲線上（1，1）點與（2，2）兩點間割線的斜率。由于曲線不是完全平滑的此方法的測試誤差較大。2.7泊松比 Poissons ratio 在縱向應變對法向應變關系曲線的起始線性部分內垂直于拉伸方向上的兩坐標軸之一的拉伸應變與拉伸方向上的應變之比的負值, 用無量綱的比值表示。 按照相應的軸向,泊松比可用b(寬度方向)或h(厚度方向)來標識。 n=n式中: n 泊松比,以法向n=b(寬度)或h(厚度)上的無量綱比值表示 縱向應變n n=b(寬度)或h(厚度)時的法向應變。 泊松比優(yōu)先用于長纖維增強材料。 由于標準的變化,在標準發(fā)布實施后將要求試驗機提供的數(shù)據(jù)類型、計算方式符合標準的

8、要求。試驗機企業(yè)需要修改試驗程序以適應新標準的要求 3 .GB/T 1040對試驗機的要求 3.1、試驗機 3.1.1 概述 試驗機應符合ISO 5893 和本標準5.1.25.1.5的規(guī)定。 3.1.2 試驗速度 試驗機應能達到表1所規(guī)定的試驗速度(見4.2)。 試驗速度仍為9種但1mm/min的允許偏差由±50%提高到±20%試驗機企業(yè)應引起注意。表1 推薦的試驗速度速度mm/min公差1±20 a)2±20 a)5±2010±2020±1050±10100±10200±10500±

9、;10a)這些公差均小于GB/T 17200所標明的允差。3.1.3 夾具 用于夾持試樣的夾具與試驗機相連，使試樣的長軸與通過夾具中心線的拉力方向重合，例如可通過夾具上的對中銷來達到。應盡可能防止被夾持試樣相對于夾具滑動。推薦使用下述類型的夾具，當施加在試樣上的拉力增加時，能保持或增加對試樣的夾持力，且不會在夾持處引起試樣過早破壞。3.1.4 負荷指示裝置 負荷指示器應帶有能顯示試樣所承受的總拉伸負荷的裝置。該裝置在規(guī)定的試驗速度下應無慣性滯后，指示負荷的準確度至少為實際值的1%，應注意之處均列在GB/T 17200中有對應國家標準。3.1.5 引伸計 引伸計應符合GB/T 17200 規(guī)定，

10、應能測量試驗過程中任何時刻試樣標距的相對變化。該儀器最好，但不是必須能自動記錄這種變化且在規(guī)定的試驗速度下應基本上無慣性滯后并能以相關值的1%或更佳精度測量標距的變化。這相當于在測量模量時，在50mm標距基礎上能準確至±1m。 當引伸計連接在試樣上時，應小心操作以使試樣產(chǎn)生的變形和損壞減至最小。引伸計和試樣之間基本無滑動。 試樣也可以裝縱向應變規(guī)，其精度應為對應值的1%或更優(yōu)。用于測量模量時，相當于應變精度為20×106（20微應變）。選擇應變規(guī)表面處理和粘接劑應以能顯示被試材料的所有性能為宜。3.2 測量試樣寬度和厚度的儀器3.2.1 硬質材料 應使用測微計或等效的儀器測

11、量，其讀數(shù)精度為0.02mm或更優(yōu)。測量頭的尺寸和形狀應適合于被測量的試樣，不應使試樣承受壓力而明顯改變所測量的尺寸。3.2.2 軟材料 應使用讀數(shù)精度為0.02mm或更優(yōu)的度盤式測微計來測量試樣，其壓頭應帶有圓形平面，同時在測量時能施加（20±3）kPa的壓力。4試樣4.1試樣形狀和尺寸要求 選用的是高分子材料檢測的形狀和尺寸（參照標準國標GB/T 1040-92中的II型試樣及尺寸 ） 其它國標的尺寸要求一覽： 高分子試樣的制備和尺寸要求I ：I型試樣及尺寸 試樣的制備和尺寸要求III ：III型試樣及尺寸 試樣的制備和尺寸要求IV ：IV型試樣及尺寸 4.2 試樣的制備尺寸要求

12、：塑料材料選擇試樣類型試樣材料類型試樣制備方法最佳厚度mm試驗速度硬質熱塑性塑熱塑性增強塑料注塑 模壓4B C D E F硬質熱塑性塑料板 熱固性塑料板含層壓板機械加工2A B C D E F G軟質熱塑性塑料及板注塑、模壓 板材機械加工和沖切加工2F G H I熱固性塑料(含填充、增強塑料）注塑 模壓C熱固性塑料板機械加工B C D A:1mm/min, B:2mm/min, C:5mm/min, D:10mm/min, E:20mm/min, F:50mm/min, G:100mm/min ,H:200mm/min，I:500mm/min 4.3 標線 如果使用光學引伸計，特別是對于薄片和

13、薄膜，應在試樣上標出規(guī)定的標線，標線與試樣的中心距離大致相等，兩標線間的距離的測量精度應達到1%或更優(yōu)。標線不能刻劃或者沖刻或者壓印在試樣上，以免損壞受試材料，應采用對受試材料無影響的標線，而且所劃的每條線要盡量窄。4.4 試樣的檢查 試樣應無扭曲，相鄰的平面間應相互垂直。表面和邊緣應無劃痕、空洞、凹陷和毛刺。試樣可與直尺、直角尺、平板比對，應用目測并用螺旋微測器檢查是否符合這些要求。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)試樣有一項或幾項不合要求時，應舍棄或在實驗前機器加工至合適的尺寸和形狀。5 試樣數(shù)量5.1 每個受試方向和每項性能（拉伸模量、拉伸強度等）的實驗數(shù)量不少于5個。如果需要精密度更高的平均值，試樣數(shù)量可多于

14、5個，可用置信區(qū)間（95%概率，見ISO 2602:1980）估算得出。5.2 應廢棄在肩部斷裂或者塑形變形擴展到整個肩寬的啞鈴形試樣并取樣重新實驗。5.3 當試樣在夾具內出現(xiàn)滑移或在距任一夾具10mm以內斷裂，或者明顯缺陷導致過早破壞時，由此試樣得到的數(shù)據(jù)不應用來分析結果，應取試樣重新實驗。由于這些數(shù)據(jù)的變化是受試材料性能變化的函數(shù)，因此，無論數(shù)據(jù)怎樣變化，不應隨意舍棄數(shù)據(jù)。注：如果多數(shù)的破壞出現(xiàn)在可接受破壞判據(jù)以外時，可用統(tǒng)計學分析得出數(shù)據(jù)。但一般認為最后的實驗結果可能是過低的。在這種情況下，最好重復實驗，以減少不可接受實驗結果的可能性。6 實驗步驟6.1 實驗環(huán)境應在與試樣狀態(tài)調節(jié)相同環(huán)

15、境下進行實驗，除非有關方面另有商定，例如在高溫或低溫下實驗。6.2 試樣尺寸在每個試樣中部距離標距每端5mm以內測量寬度b和厚度h。寬度b精確至0.1mm，厚度h精確至0.02。記錄每個試樣寬度和厚度的算術平均值，以便用于其他計算。6.3 夾持將試樣放到夾具中，務必使試樣的長軸線與實驗機的軸線成一條直線。當使用夾具對中時，為得到準確對中，應在緊固夾具前稍微繃緊試樣，然后平穩(wěn)而牢固地夾緊夾具，以防止試樣滑移。6.4 預應力試樣在實驗前應處于基本不受力狀態(tài)。但在薄膜試樣對中時可能產(chǎn)生這種預應力，特別是較軟材料由于夾持壓力，也能引起這種預應力。在測量模量時，實驗初始應力0，不應超過下值，見式（1）：

16、05×10-4Et(1)與此相對應的預應變應滿足E00.05%。當測量相關應力（如：y、M、B）時，應滿足式（2）：010-2(2)6.5 引伸計的安裝平衡預應力后，將校準過的引伸計安裝到試樣的標距上并調正，根據(jù)3.1.5所述，裝上縱向應變規(guī)。如需要，測出初始距離（標距）。如要測定泊松比，則應在縱軸和橫軸方向上同時安裝兩個伸長或應變測量裝置。用光學方法測量伸長時，應按4.3的規(guī)定在試樣上標出測量標線。測定拉伸標稱應變t（見4.5）時，用夾具移動距離表示試樣自由長度的伸長。6.6 實驗速度根據(jù)有關材料的相關標準確定實驗速度，如果缺少這方面的資料，可與有關方面根據(jù)表4.2商定。測定彈性模

17、量、屈服點前的應力應變性能及測定拉伸強度和最大伸長時，可能需要采用不同的速度。對于每種實驗速度，應分別使用單獨的試樣。測定彈性模量時，選擇的實驗速度應盡可能使應變速率接近每分鐘1%標距。GB/T 1040與受試材料相關的部分給出了適用于不同類型試樣速度。6.7 數(shù)據(jù)的記錄記錄實驗過程中試樣承受的負荷及與之對應的標線間或夾具間距離的增量，此操作最好采用能得到完整應力應變曲線的自動記錄系統(tǒng)見第七章式（3）、式（4）和式（5）。根據(jù)應力應變曲線或其他適當方法，測定需要的應力和應變。對于超出可接受破壞判據(jù)以外的諸種破壞，見5.2和5.3的要求。7 結果計算和表示7.1 應力計算 根據(jù)試樣的原始橫截面積

18、按式（3）計算應力值：FA.（3）式中： 拉伸應力，單位為兆帕（MPa）；F 所測的對應負荷，單位為牛（N）；A 試樣原始橫截面積，單位為平方毫米（mm2）。7.2 應變計算 根據(jù)標距由式（4）或式（5）計算應變值：L0L0.（4）（）LL×100.（5）式中： 應變，用比值或百分數(shù)表示；L 0 試樣的標距，單位為毫米（mm）；L0 試樣標記間長度的增量，單位為毫米（mm）。應當根據(jù)夾具間的初始距離由式（6）或式（7）來計算由2.5定義的拉伸標稱應變值:t LL.（6）t（）LL×100.（7） 式中： t 拉伸標稱應變，用比值或者百分數(shù)表示；L 夾具間的初始距離，單位為毫米（mm）；L 夾具間距離的增量，單位為毫米（mm）；7.3 模量計算 根據(jù)兩個規(guī)定的應變值按式（8）計算由2.6定義的拉伸彈性模量：Et= （2- 1）（2- 1）.（8） 式中： Et 拉伸彈性模量，單位為兆帕（MPa）; 1 應變值1