美標塑料簡支梁沖擊強度測試方法

ISO179-1993中文版塑料?簡支梁沖擊強度的測定適用范圍本國際標準規(guī)定了塑料在規(guī)定條件以下測定簡支梁沖擊的方法。規(guī)定了幾種不同種類的試樣和試驗配置。根據(jù)材料類型、試樣類型和缺口的類型規(guī)定了不同試驗參數(shù)。本方法用于研究規(guī)定類型的試樣在規(guī)定沖擊條件下的行為。也用于估計試樣在試驗條件固有范圍內(nèi)的脆性和韌性。本方法比ISO180（懸臂梁）有較大的應(yīng)用范圍。且更適用于測試顯示層間剪切斷裂的材料或由于環(huán)境因素存在外表影響的材料。適用于以下范圍的材料。硬質(zhì)熱塑性模塑和擠塑材料，包括填充材料和增強未填充材料，硬質(zhì)熱塑性板材；硬質(zhì)熱固性模塑材料。包括填充和增強材料，硬質(zhì)熱固性板材，包括層壓材料；纖維增強的熱固性和熱塑性復(fù)合材料，包括單向或非單向的增強材料如氈。織物、紡織粗紗、短絲束、復(fù)合和雜混復(fù)合材料、玻璃粗紗和碎纖維、預(yù)浸漬材料制成的片材預(yù)浸料坯；熱致液晶聚合物。本方法一般不適用于硬質(zhì)多孔材料和含有多孔材料的夾層結(jié)構(gòu)材料。另外，長纖維增強的復(fù)合料或熱致液晶聚合物一般不用缺口試樣。適用于模塑到所選尺寸試樣，以標準多用途試驗試樣見ISO3167的中部機械加工的試樣，或者由成品和半成品如模塑制品。層壓缺口和擠塑或鑄塑板機械加工的試樣，本方法規(guī)定了試樣的優(yōu)選尺寸。不同尺寸和缺口的試樣以及不同條件下制備的試樣進行的試驗所得的結(jié)果是不可比的。其他因素，如擺錘的能量大小，沖擊速度和試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)也能影響結(jié)果。因此，當需?？杀葦?shù)據(jù)時，必須仔細地控制和記錄這些因素。不宜用作設(shè)計計算數(shù)據(jù)的來源，但是，通過在不同的溫度試驗，改變?nèi)笨诎霃胶?或厚度以及不同條件下制備試樣?？梢垣@得材料的典型特征資料，引用的以下標準所包含的假設(shè)干條款，構(gòu)本錢國際標準的條款,出版時所標明的版本是有效的。由于所有的標準都要進行修訂，因此鼓勵按本標準訂立協(xié)議的各方研究使用以下標準最新版本的可能性。IEC和ISO成員均有現(xiàn)行有效的國際標準的目錄。ISO291-1977塑料狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)境ISO293-1986塑料熱塑性塑料壓塑試樣ISO294-*塑料熱塑性塑料注塑試樣ISO295-1991塑料試驗用的玻璃纖維增強樹脂膠粘低壓層板或板條的制備ISO2557/1-1989塑料無定形熱塑性塑料具有規(guī)定最大回復(fù)率的試樣第一局部：條ISO2557/2-1989塑料無定形熱塑性塑料具有規(guī)定回復(fù)率的試樣第二局部：板材ISO2602-1980測試結(jié)果的統(tǒng)計解釋平均值的估計置信區(qū)間ISO2818-**塑料用機械加工法制備試樣ISO3167-***塑料多種用途試樣無缺口試樣簡支梁沖擊強度，acu無缺口試樣斷裂時所吸收的沖擊能量，它與試樣原始橫截面積有關(guān)，以KJ/m2表示。缺口試樣簡支梁沖擊強度，acN缺口試樣斷裂時所吸收的沖擊能量，與試樣缺口處的原始橫截面積有關(guān)。這里，N=A,B或C取決于缺口類型以KJ/m2表示。側(cè)向沖擊（e）：沖擊方向平行于尺寸b,沖擊在試樣窄的縱向外表hxi上。貫層方向沖擊(f)：沖擊方向平行于尺寸h,沖擊在試樣寬的縱向外表bXl上。垂直沖擊(n)：沖擊方向垂直于增強料平面。此用于薄片型的增強塑料，平行沖擊(p)：沖擊方向平行于增強料平面。支撐成水平梁的試樣用擺錘一次擺動破壞。沖擊線在兩支座中間，在缺口試樣側(cè)向沖擊情況進，沖擊線正對缺口，試驗機*即將出版ISO294-1975修訂版，**即將出版ISO2818-1980修訂版；***即將出版ISO3167-1983修訂版；試驗機為擺錘式，并且有剛性結(jié)構(gòu)。應(yīng)能測量試樣破壞過程所吸收的沖擊能，Wo此沖擊能的值定義為擺錘原始能量E和擺錘破壞試樣后剩余能量之間的差值。能量應(yīng)準確校準摩損失和空氣阻力損失。試驗機應(yīng)具有表4-1表示的特性參數(shù)，為了使試驗適用于規(guī)定范圍所有材料，有必要使用兩臺以上試驗或使用一套可置換擺錘的試驗機。由不同擺錘所得的結(jié)果不宜作比擬，摩擦損失應(yīng)定期核查。試驗機必須牢固地固定在質(zhì)量至少為使用的最大擺錘40倍的機座上。機座應(yīng)能調(diào)準使沖頭和支座符合規(guī)定，擺錘的沖擊刀刃應(yīng)為斜削成30±1。的硬鋼，并倒圓成成?：2±0.5〃加2的半徑。刀刃通過試樣支座中央偏差小于±0.2mni,并應(yīng)對中，以便與矩形試樣的整個寬度或厚度接觸，接觸線應(yīng)與試樣縱軸線垂直。偏差小于±2°。表4-1擺錘沖擊試驗機的特性參數(shù)沖擊能E(公稱)，J沖擊速度VoM/s無試樣時最大允許摩擦損失J有試樣下校準后允許的最大誤差J0.51.02.04.05.07.515.025.050.02.9(±10%)3.8(±10%)4210.50.50.040.050.100.200.010.010.010.020.020.050.050.100.10①最大允許誤差不能超過擺錘能量范圍10Q80%旋轉(zhuǎn)軸和試樣中心沖擊點的距離應(yīng)在擺錘長度LP的±1%以內(nèi)。注1)擺錘長度LP?m可以用下式通過擺錘小振幅周期振動測定。Lp=gN/4^xT2式中心——自由落體的標準加速度，m/s2(9.81m/s2)；T——完成一次擺動(往復(fù))的時間，s；由至少50次連續(xù)的和無干擾的擺動測得(精度為1/2000),擺動的角度，離中央邊的應(yīng)小于5°；試驗支座應(yīng)為兩塊嚴格固定好的光滑塊，應(yīng)裝配使規(guī)整矩形試樣縱軸水平，偏差小于1/200,在沖擊瞬間。試樣沖擊面平行于擺錘沖擊刀刃，偏差小于1/200。試樣支座不應(yīng)限制試樣的移動。支座的形狀所示，跨度L,是試樣在支座上的接觸線間距離。沖錘應(yīng)具有對準試樣中心的裝置，偏差在±0.05mni以內(nèi)。不同類型的試樣可能需要不同的支座。測微器和測量儀適用于測量試樣的基本尺寸。精確至0.02mm,測量缺口試樣尺寸bz時，測微器應(yīng)裝有2~3mm寬和合適仿形的測量頭以適應(yīng)缺口的形狀。試樣制備模塑或擠塑料，應(yīng)按照有關(guān)材料規(guī)范制備試樣，當沒有規(guī)范或另胡其他規(guī)定時，應(yīng)按照IS0293、IS0294、IS0295、IS02557/KIS02557/2。合適的方法直接由材料壓塑或注塑或者由混合物壓塑或注塑的板材按照IS02818機械加工。注2）1型試樣可由符合ISO3167A型多用途試樣切割。板材應(yīng)按照ISO2818從板材進行機械加工制得試樣，長纖維一增強聚合物應(yīng)按照ISO1268或其他規(guī)定或按照制備方法約定制備板材。再按照ISO2818機械加工成試樣。表4-2試樣類型、尺寸和跨度（見圖4-1）單位：mm類型長度L寬度B厚度H跨度L180±2100±0.24.0±0.262.2325h（11或15）h10或15320h（6或8）h注意試樣類型號碼與IS0179-1982所用不同。試樣尺寸（厚h、寬b和長1）按照：h<b〈l規(guī)定。優(yōu)選厚度，如果試樣從片材或板材上切割h應(yīng)等于片材或板材的厚度，最多到10.2mm。④2型和3型試樣僅用于6.3.2款中所述的材料。⑤lOnini用于較細結(jié)構(gòu)的增強材料，15mm用于粗結(jié)構(gòu)的增強材料。檢查試樣應(yīng)無扭曲，并且有相互垂直的平行外表。外表和邊應(yīng)無劃痕、麻點，凹痕和飛邊。應(yīng)對照直尺、矩尺和平板目視觀察。和用螺旋測微器測量，檢查試樣是否符合要求。對觀察或測量到一項或幾項不符合要求的試樣。應(yīng)在試驗前舍棄或機械加工到合適尺寸和形狀，缺口應(yīng)按照ISO2818進行機械加工制備。切割齒的形狀應(yīng)使試樣產(chǎn)生所示的形狀和厚度。且同主軸成直角，如果受試材料已規(guī)定，也可以使用模塑缺口試樣。模塑缺口試樣所得的結(jié)果與機械加工缺口試樣所得結(jié)果不能比擬。各向異性某些類型的板材根據(jù)板材的平面方向可能顯示不同的沖擊性能。在這種情況下，通常切割幾組試樣。其主軸分別平行和垂直于板材某一特征方向，這種特征或者是可見的，或者是由制造方法已知。形狀和尺寸；不顯示層間剪切斷裂的試樣，模塑和擠塑料，按表4-2和表4-3規(guī)定，應(yīng)采用有三種不同類型缺口1型試樣。缺口應(yīng)位于試樣的中心，注3一型試樣可以從符合ISO3167多用途A型試樣中間局部制得。表4-3方法編號、試樣類型和缺口尺寸不顯示層間剪切斷裂的材料方法編號試樣類型沖擊方向缺口類型缺口底部半徑r\缺口底部剩余寬度bxIS0179/leUIS0179/leAIS0179/leBIS0179/leC1側(cè)向沖擊無缺口單缺口ABC0.25±0.051.00±0.050.10±0.028.0±0.28.0±0.28.0±0.2IS0179/lfU1貫層沖擊曬口①注意試樣類型號碼，缺口類型字母標志和方法編號號碼與IS0179-1982所使用不同。②如果試樣從板材或成品制得，板材或成品的厚度應(yīng)加到方法編號上，并且，未增強試樣對經(jīng)受拉伸力的機械加工外表進行測試。③優(yōu)選方法。④特別用于研究外表影響。缺口優(yōu)選類型是A型見表4-3,對于大多數(shù)材料，無缺口試樣或A型單缺口試樣側(cè)身沖擊是合適的。如果A型缺口試樣在測試中沖不斷，那么使用C型缺口試樣，如果需要材料缺口靈敏度信息,就要測試A、B和C型缺口試樣。注4c型缺口代替了以前的U型缺口，因其在某些情況下給出的結(jié)果不可比。根據(jù)貫層方向沖擊，測試無缺口或雙缺口試樣可用于研究外表影響。板材推薦的厚度h是4n1川。如果試樣從板材或從一構(gòu)件所取的板材切割試樣，應(yīng)與板材或該構(gòu)件厚度相同，最大10.2mm。從厚度大于10.2mm的坯料取的試樣應(yīng)從一面機械加工到10±0.2mm,只要板材厚度均勻且僅含有一種規(guī)整排列的增強材料。如果按照貫層方向沖擊測試無缺口或雙缺口試樣，為防止外表影響，原始外表應(yīng)處在拉伸狀態(tài)下測試。顯示層間剪切斷裂材料如長纖維增強的材料。使用2和3型無缺口試樣，沒有規(guī)定試樣尺寸，其最重要的參數(shù)是跨度L。同試樣在沖擊方向的尺寸之比。通常試樣在垂直方向上測試。貫層垂直方向沖擊試驗對于精細結(jié)構(gòu)的增強材料紡織品和并行紗。試樣的寬度為10mm,對于粗結(jié)構(gòu)粗砂或不規(guī)整結(jié)構(gòu)的增強材料為15nl%側(cè)向平行沖擊試驗當試樣在平行方向試驗時。垂直打擊方向的試樣尺寸應(yīng)切取試樣的板材厚度，試樣寬度1,應(yīng)按照跨度比1/h為20（2型試樣）和6（3型試樣）選擇。如表4-2所示如果儀器不允許1/h=6,可以用l/h=8,特別是對于薄片材。對于2型試樣，會發(fā)生拉伸類斷裂。對于3型試樣，可能會發(fā)生板材的層間斷裂，可以發(fā)生的不同類斷裂在表4-4中。注5在有些情況下。薄織物增強材料不會發(fā)生剪切斷裂，對于3型試樣，會發(fā)生一層或多層斷裂，然后，斷續(xù)發(fā)生拉伸斷裂。表4-4方法編號、試樣類型、缺口類型和缺口尺寸一一存在層間剪切斷裂材料試樣數(shù)量除非受材料的標準中另有規(guī)定，否那么應(yīng)試驗一組至少包括10個試樣，當變異系數(shù)見IS02602小于5%時。方法編號試樣類型1/h斷裂類型簡圖IS0179:2n或PE220拉伸t壓縮c翹曲bIS0179:3n或PE36或8剪切S多層剪切m3剪切連接拉伸斷裂st對板材平面n是垂直方向，p是平行方向5個試樣足夠了，如果在垂直和平行方向試驗壓板，每個方向上應(yīng)試驗10個試樣。狀態(tài)調(diào)節(jié)除非受試材料的標準中另有規(guī)定。試樣將按照IS0291在23口和50%相對濕度下狀態(tài)調(diào)節(jié)至少16h,除非有關(guān)方向另有商定。操作步驟在狀態(tài)調(diào)節(jié)所用的相同環(huán)境下進行試驗。除非有關(guān)方面另有商定，如：在高溫或低溫下測試，在試樣中心處測量每一試樣的厚度h和寬度bo精確到0.02inni,至于缺口試樣，仔細測量剩余寬度b\精確到0.02mm。注6注塑試樣，不一定測量每一試樣的尺寸。從一組中測量一個試樣以確保尺寸與表4-2相一致就足夠了，對于多腔模具，保證每腔試樣尺寸相同。至于2型或3型試樣，根據(jù)表4-2調(diào)節(jié)跨度L。檢查擺錘式?jīng)_擊機有無規(guī)定的沖擊速度見表4-1,是否處于吸收能量W的正確范圍。其應(yīng)在擺錘能量E的10%和80%之間，假設(shè)表4T中所述符合這一要求的擺錘不止一個，應(yīng)使用具有最大能量的擺錘。進行空白試驗即沒有安裝試樣，記下摩擦損失能，確保能量損失不超過表47中所列的相應(yīng)值。如果摩擦損失等于或少于表4-1中所示的值。那么可用于計算能量校正，如果摩擦損失超過表4-1中所示的值，應(yīng)仔細考慮以找出引起過大摩擦損失的原因并按要求對儀器進行校正。抬起并鎖住擺錘，將試樣放在試驗機支座上，使沖擊刀刃正打擊試樣中心，小心安放缺口試樣使缺口中央正位于沖擊平面上。釋放擺錘，記錄試樣吸收的沖擊能并加以必要的摩擦損失校正，對于模塑和擠塑料，可能發(fā)生與以下代號相一致的4種斷裂。C：完全斷裂，將試樣分成2片或多片的斷裂。H：較鏈斷裂，斷裂成兩局部的試樣，僅由邊緣層以錢鏈形式連在一起。無殘留剛性不完全斷裂。P：局部斷裂，不符合較鏈斷裂定義的不完全斷裂。NB：無斷裂，試樣僅彎曲并穿過支座。可能兼有應(yīng)力發(fā)白而不斷裂，完全斷裂和較鏈所測的值用于計算平均值，如果需要局部斷裂的值。要用字母P標識，在不斷裂的情況時，記下NB,無值報告。對層間剪切斷裂的材料，斷裂類型及其代號在表4-1中標明。如果在一個樣品中，試樣既有P斷裂，又有C或H斷裂，應(yīng)報告每種斷裂的平均值。結(jié)果的計算和表達。無缺口試樣簡支梁沖擊強度4。,以/加2,用下式計算：&u=」±xl（）3式中：w——試樣h-b斷裂時吸收的已較準的能量，J。h試樣厚度，mm；b試樣寬度，mm；缺口試樣簡支梁沖擊強度，KJ/IV1,缺口N二A,B或C,用下式計算。Qp=——xl（）3式中w——試樣斷裂時吸收的已校準的能量，J；h——試樣厚度，mm；bN力4——試樣缺口底部的剩余寬度，mmo統(tǒng)計參數(shù)計算試驗結(jié)果的算術(shù)平均值，如果需要，要用ISO2602規(guī)定的方法計算標準偏差和平均95%置信區(qū)間。對一種樣品不同類型的斷裂，應(yīng)列出相應(yīng)的試樣數(shù)量且計算平均值。有效數(shù)字以兩位有效數(shù)字報告全部計算結(jié)果。精密度因為試驗室之間數(shù)據(jù)得不到，本方法精度不知，如果得到實驗室間數(shù)據(jù)，精密度將在下一次修訂版中給出。本試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：注明參照本國際標準；按表4-3命名的方法。如：簡支梁沖擊試驗ISO179/1eA試樣類型（見表4-2）沖擊方