一.範围
在预處理、温度、湿度和試驗(yan)機速度等条件预先定義並嚴格控(kong)製的基礎上進行試驗,该試驗(yan)涵盖采用標準哑铃形試樣對未增強型塑料和增強(qiang)型塑料兩類材料的拉伸性能測定工作,是評估(gu)塑料製品力學特性(xing)的重要檢測方法。
1.2本試驗方法適用於厚度不超過0.55英寸(14毫米)的(de)各類試驗材(cai)料的檢測評估。然而,對於采用薄片形式的試驗(yan)樣品,特別是厚度小於0.04英寸(1.0毫米)的薄膜類材料,應当按照試驗方法D882的相關規定進行測試。针對厚度超過0.55英寸的较厚材料,在正式試驗前必须通(tong)過機器(qi)加工工藝將其厚度减少至規定範围内,以確保試驗的有(you)效性和(he)数據準確性。
注释1-對於試驗方法D638的完全的(de)測量參考已經发(fa)展到D638M
注释2-这個試驗(yan)方法的設計理论並不包含精密的物理過程描(miao)述。在實际操作中,橫梁移動保持一個恒定的速率是我們理论上所期(qi)望的運動(dong)状態。
在塑料状態下進行指定(ding)的試驗速率(lv)測試時,材料的性能表(biao)現會受到相当大的(de)影響。通過这(zhe)一系列試(shi)驗過程中,試(shi)樣厚度的(de)變化在一定範围内是被允許的,这些厚度偏差對最終的測試結果几乎(hu)没有顯(xian)著影響。為了(le)確保測試数據的可(ke)比性和準確性,所有(you)參與試驗的試樣應当保持同一厚度標(biao)準。
注释3-这個試(shi)驗方法可被用(yong)於試驗酚醛樹脂或層壓材料,这些材料廣泛應用於電氣(qi)絕缘领域。当進行相關的材料性能評估時,應当按照試驗方法D229和D651所規定的標(biao)準流程來執行具體的試驗操作。
在(zai)樹酯复合材料的增(zeng)強工藝中,采用了定(ding)向的持續或不持續的高(gao)強度纖維,其数值指標超過20KG。相關的性能驗證與質量評估工作應当按照(zhao)試驗方法(fa)D3039的規範要求來進行。
1.3磅(bang)為單位開始(shi)的值應被看作標準,在括號内給(gei)出的值仅供參(can)考。
在應用1.4这個標準的過程中,需要特別注意该標準並(bing)未涵(han)盖所有可能涉及的安全問題。對於與该標準使用相關(guan)的安(an)全隐患,相應的標準使(shi)用者應当承擔相應的責任。
二.參考的数據
2.1ASTM標準
在電氣(qi)絕缘材料的質量控製體系中,本公司嚴格遵循國际標準測試規程。對於(yu)電氣絕缘(yuan)用硬片材料采用D229試驗方法進行性能評估,對固體電氣絕缘的厚(hou)度測(ce)量執行D374試驗方法以確保尺寸(cun)精度(du),针對(dui)拉伸的橡胶性能應用D412試樣(yang)方法開展力學檢測。
薄膜拉伸性能的D882試驗方法
相關塑料的D883專門術语
折断的塑料和電氣絕缘材(cai)料的拉伸冲擊(ji)能量的D1822試驗方法。
纖維樹酯合成物的拉伸性能的D3030試驗方法,指定的塑料的D4000分類系統。
尼袭和PA的D4066說明
针對試(shi)驗機(ji)负载校對工作,采用E83實驗方法開展精度測(ce)定(ding),並按照E691實(shi)驗操作規範在各試驗室間進行(xing)對標研究,確保測試数據的(de)一致性和可(ke)靠性
三.專門名詞
3.1應用这個(ge)試驗方法的字詞的定義(yi)參照專門名詞D883和附A2
四.意義和使用
4.1對於塑料的控製和說明,这個試驗方(fang)法被設(she)計用來產生拉伸性能数據,这(zhe)些(xie)關键数據對於質量品質控製、產品檢驗以及研究和開发(fa)工(gong)作都具有重要的參考价值。针對某些特定類型(xing)的材料,它們可能存在需要采(cai)用这個試驗方法的特殊說明要求。在正(zheng)式使用这個(ge)試驗方法之前,建議操作人員參照相關的材料說明文(wen)件進行充(chong)分了解。
4.2拉伸性能在一定(ding)速度和環境的試驗条(tiao)件下可能會随試樣準備工藝而不同,為了(le)確保精度比较的結果符合预(yu)期,这(zhe)些影響因素必(bi)须在試驗過程中小心地進行控製和管理。
在材料試驗(yan)的實施過程中,我們認识到一個關键的前提条件(jian):如果材料樣品未按(an)照規範方式進行充分(fen)準備,该材料將无法進行(xing)有(you)效的測試評估。因此,当進行比较性試驗時,材料的選擇應当符合試驗(yan)目標要求。在这種情况下,我們需要(yao)更加谨慎地確保所有樣品都按照相(xiang)同的方式進行準備工作,除非試驗本身(shen)旨在研究樣品製備工藝對材(cai)料性能的影響。
在塑料工(gong)程設計應用中,拉伸性能数據往往(wang)能(neng)够提供重要的參考依據。對於在規定伸长率条件和特定環境因素(su)影響(xiang)下的塑料材料,許多產品表現出了顯著的灵敏度特征。通過这項標準試驗方法获得的(de)数據被認為具有法律效力和技術合規(gui)性。 然而,当實际工程應用場景涉及的负载作用時間範围(wei)或環境(jing)条件與该試驗方法的設定条件存在巨大差异時,情况會變得更加复雜。在这種(zhong)應用(yong)条件不相同的情况下,對大多数(shu)塑料(liao)材料而言,缺乏充分限製条件的可靠性估計往往难以(yi)給出(chu)準確判断。
五.儀器
5.1試驗機-一個橫梁移動類型的試驗(yan)機,其組成如下。
5.1.1固定数--支撐一個夹具的固定(ding)数
5.1.2可移動数-支撐又一個夹具的(de)可(ke)移動数
5.1.3夹具——用於固定(ding)数(shu)和可移動数之間夹持試驗樣品的夹具裝置,應具備自調整功能(neng)特性。
在進行拉伸試驗時,試樣需要盡可能地與拉伸方(fang)向保持(chi)一条直線的状態,以便防止没有產生滑動的循環(huan)移動在夹具(ju)上发生。對於試樣不在(zai)一条直線上的情况,自調(diao)夹具將會自動調整其位置和角度(du)。
5.1.3.1試樣(yang)應以特定的方法被夹持(chi)在測試設備中,確保試(shi)樣與夹具之間的相對滑動被盡可能地阻止,这是保證測試数據準確性(xing)的關(guan)键步骤。在材料測試(shi)工程實践中,有很深的刻痕或锯齒的夹具表面設計與那些單一的(de)粗糙的模型(xing)相似,其中锯齒相隔大約0.09inch(2.4mm),深度大約0.06inch(1.6mm),这樣的規格參数(shu)對於大多(duo)数熱塑材料被发現是令人满意的,能够有效防止試樣滑脱。 對於较硬的塑料材料,较好的(de)锯齒被发現更令人满(man)意的,尤其是熱固的材料,锯齒應保持(chi)清洁和(he)銳利的状態,有時會在夹具間隙中因积累雜質而断開(kai),需要定期維護。当很深的锯齒(chi)或光滑的試樣表面被使用時,其(qi)他的技術在这種情况下(xia)被使用,其他的技術(已經被发現是有用的,特別是光滑表面夹(jia)具的應用)是(shi)使(shi)試樣表面與夹具間應采用光滑接触方式,在試樣和夹具表面間可放入磨(mo)布、磨紙(zhi)或塑料(liao)或橡胶纖維材料,一般叫做医用胶布,第80號雙边磨紙在(zai)許多情况(kuang)下被发現是有效的中間層材料。在打開的網状纖維中,線被涂有磨料顆粒,这種構造(zao)形式也是有效的過渡方(fang)案。减(jian)小試樣截面尺(chi)寸也可能是有效的替代措施,特別是针對特定的(de)夹(jia)具類型的使用,需要估計評估夹具的光滑度(du)和断裂度特(te)性。
5.1.4驅動機構-针對傳遞給可移動部分的驅動機構設計,需要對其不變部分進行(xing)控(kong)製速度的規範管理。
负载(zai)顯示器是試驗設備中的關键測(ce)量部件,当通過夹具夹住(zhu)試樣時,该裝置能够準確顯示(shi)試樣支撐所承受的(de)总共拉伸负载。在指(zhi)定的試驗速率下運行時,这臺儀器具有几乎没有惯性滞(zhi)后(hou)的特性,確保(bao)測量(liang)結果的實時性。负载(zai)顯示的精度應達到1%或更好的水平,以满足精密測試的要(yao)求(qiu)。
固定部分、可移動部分、驅動機構和夹(jia)具應采用满足(zu)特定力學性能要求的材料構成。在该比例設計下,这些部分組合而成的整體弹性轴向伸长量不應(ying)超過总长度的(de)百分之一。在機器達到额定(ding)容量负载的任何工况下,通過在試驗(yan)樣品上標記的兩個測量儀器之(zhi)間進行測定,確保弹性變(bian)形始終(zhong)控製在規定範围内,以保證機器的精度(du)稳定性和可靠性。
5.2伸长顯示器(變形測定儀)-当試樣在拉伸過程中被逐步拉长時(shi),需要在測定兩個指定點間的距离變化,試樣的(de)測量长(zhang)度範围内應選用適合的儀器進行监測。對於參考目的,變形測定儀一定要被設定至如(ru)圖1所示試樣的满(man)量程(cheng)測量长度,这樣的(de)設定在多数應用場景(jing)中是令人满意的,但根據實际需求(qiu)並不是必(bi)需的。这個儀器能够自(zi)動記錄所測量的距(ju)离及其在試驗過程中的改變情况,或者同時(shi)作為(wei)一種反映試樣负载變化的函数工具,从試驗開始用去的時間或者兩者(zhe)都有的記錄方式。如果(guo)只是后者获得記(ji)錄数據,负载時(shi)間数據一(yi)定要另外取得以確保試驗数據的完整性。在指定的試驗(yan)速度(du)下運行時,儀器應几(ji)乎没(mei)有惯性效應,以保證測量的準(zhun)確性和(he)實時性。
5.2.1弹性模数測定-對於弹性模量的測定,在材料力(li)學(xue)性能評估中采用專業測量設備至關重要。最大伸长错误為0.0002in./in的精度要求,需要能够自動地持(chi)續地記錄變形数據的測定儀。
5.2.2低伸长測定-在屈服伸长和低伸长測定的實驗過(guo)程中(zhong),通常针對20%左右的伸长(zhang)量進行評估(gu)。采用與上述相同的變形(xing)測定儀(yi)進行測量,將樣品拉伸至20%的伸长量時,需要確保測定精度满足要求。在任何實驗条件下,變形測定儀系統必须達到至(zhi)少(shao)C類的精度等級(符合實驗操作E83標準要求)。
在(zai)伸长測定这一關键環節中(zhong),對於測量伸长大於20%的情况,測量技術的允許误差範围不能超過可接受測(ce)量值的(de)±10%,这是確保(bao)測試(shi)数據準確性
5.3千分尺作為精密測量工(gong)具,需(xu)采用分(fen)辨率逐渐增加至少0.001mm(0.025mm)的適当千分尺進行測(ce)量。在(zai)塑料材料的厚度(du)與宽度測定中,對於剛性或半剛性塑料試樣的所有宽度和厚度(du)測量,可使用带齒杆(gan)的手動千(qian)分尺來實現精確測量。
(1)一個接触的3.6±0.36psi(25±2.6pa)測量壓力
(2)一個可移動(dong)的環形(xing)接触脚0.250±0.001inch(6.35±0.025)直径
一個较低的固定的基準面是足(zu)够(gou)大,以致於超出了各個方向的(de)接触脚並且同接触脚相(xiang)平行。兩者之間的平(ping)行度(du)偏差應控製在0.0002inch(0.005mm)以内,这一要求需在所有的脚平面上(shang)嚴(yan)格執行。脚和基準面(mian)的平度應符合試驗方法(fa)D374的校正部分要求,该標準明確規定了變形測(ce)定儀表面平行(xing)度的檢驗規範。
在厚度測量工作中,5.3.1条款規定配備一個直径為0.625±0.003英寸(15.88±0.08毫米)的圆形接触脚可選儀器被再(zai)次(ci)建議使用。该儀器特別(bie)適用於(yu)最小宽度至少為0.625英寸(15.88毫米)的過程樣品或较大試樣的(de)厚度測量應用(yong)。
In the realm of materials testing and quality assurance, Fig 1 presents tension test specime
圖形1:對於片、板和模塑(su)材料的拉伸試驗樣品
DIMENSIONS OF FUBE SPECIMENS
管子試樣尺寸
METAL PLUGS金屬插入物
在(zai)精(jing)密加工工藝流程中,為保(bao)證產品的結構完整性與使用寿命,相關技術標準明確規定機器在加工過程中需要將材料壁厚控製在最初(chu)規定的壁厚的(de)60%,这一關键參数直接關(guan)系到最終成品的質量等(deng)級和性能
Normal Wall Thickness規定的壁厚
The standard specification for wall thickness measurement designated
要(yao)被使用的試樣的標準长度L
The illustration presented in Figure 2 provides a comprehensive view of the spatial positioning and arrangement o
圖形2:在試驗機上顯示出管(guan)子拉伸試(shi)樣位置的簡圖
六.試驗樣品
6.1片、板和模塑料材料
6.1.1剛性和半剛性塑料-試驗樣品應符合圖形1顯示的尺寸,類形1的試樣是參考試樣,当有效的材料有一個0.28inch(7mm)的厚度或者这種材料至少是可用的,我們就應该使用,在參考類型試樣的一種材料没(mei)有在较窄的部分断裂時時類(lei)型2試樣可被使用,当只有限製材料有0.16inch(4mm)或比之(zhi)薄的厚度估算可用時或大量的試樣放在裸露的有限(xian)的空間(熱量和環境稳(wen)定的(de)試驗)这時類型V的試樣可以使用,有不同硬度(也就是說,没有剛性和半剛性)的情况下,材料間需要直接比较,这時類型V的試樣可被使用,對於厚度大於0.28inch(7mm)但不超過0.55inch(14mm)的所有材料一定(ding)要使用型試(shi)樣。
6.1.2无剛性-試樣應與圖形1顯示的尺寸相符合,0.16inch(4mm)左右厚度的(de)測試无剛性塑料的第IV類型的樣品被使用,對於厚度大於0.28inch(7mm)但不超過0.55inch(14mm)的所有材料,類型III試樣一定要用。
6.1.3增強型合成物-對於增強型合(he)成物(wu)的試驗樣品包括正交各向异性的層壓,應该符合圖形1顯示的類型1試樣的尺寸。
6.1.4準備工作-試驗樣品應通過機器操作準備好,或把試樣切成片、板或相似的組成,材料厚度大於0.55inch(14mm),一定要(yao)調整(zheng)到來使用作為類型III試樣,試樣也能取決於設備好模型材料來被試驗。
注释7-試驗結(jie)果已經(jing)表明對於一些材料例如玻璃布,SMC和BMC層壓製品,其它的試驗樣品應被認為是確保在(zai)試樣測量长度内断裂(lie),通過8.3來管理。
注释8-从某種复合層壓物,例如编織手套或玻璃布準備好(hao)的試驗樣品,注意切割試(shi)樣一定(ding)要平行,在位移上(shang)切割的增強將將被削弱,結果导致(zhi)较低的層壓性(xing)能,除非在某一個方向上的試樣試驗不(bu)與增強結構(gou)平行,这個不同可進行研究。
注释9-通入注塑準備好的試(shi)樣可能與機器切割準備好的(de)試樣有不同的拉伸性能,这是由於方向引起的,这個影(ying)響可能更多地被表述成試樣窄条部分的(de)因素。
6.2剛性管子
6.2.1剛性管子的試驗樣品應在圖2被顯示出來,长度Lo應在圖2表中被顯示出來,在試樣的长(zhang)度中(zhong)心在試樣的外部應被機械加工成一個凹槽,这個凹槽應包括一(yi)個(ge)直的部长度為2.2inch(57.2mm),並且在每一(yi)個(ge)末端和外部的直径有一個半径3inch(76mm),有直径尺寸(cun)的鋼塞或(huo)銅塞,它們會(hui)適合在管子内部,並且有一個长度為1inch(2mm)銷,它被放在試樣的(de)末端(duan)避免壓碎,通過在線的金屬杆上分离(li)和支撐它們,它們在管子(zi)中可被方便(bian)地放置,並且試驗設備如圖2所示
6.3剛性杆
6.3.1對於剛性(xing)杆的(de)試樣顯示如圖3,长度Lo顯示在圖表(圖形3)中,在长度的中心在試樣周(zhou)围應加工一(yi)個槽,以便(bian)機器加工部分(fen)的直径應是最初標準直径的60%,在每一個(ge)末端(duan)连接到外部直径,这個槽(cao)應包括长度(du)方向直的部2.25in(57.2mm),並且有3inch(76mm)的半径
6.4所有試樣的(de)表(biao)面應避免可见的裂縫、刮痕或不足,通過粗糙的機器操作作留下(xia)的記號,應用一個好的方案或研(yan)磨除去並且挫(cuo)平的表面用D號或更好一點的磨紙來使(shi)之光滑,完成的冲程應和試驗樣品长轴(zhou)方向平行,所有的毛(mao)边應从模塑樣品中除(chu)去,應非常小心不去刮坏模塑(su)表面(mian),在加工樣品時,超過如圖1顯(xian)示的尺寸(cun)的公差发底切應盡量地避免,注意應避免其它一般的機械加工(gong)错误(wu)。
6.5如果需要把測量(liang)標記在試樣上(shang),这可(ke)以用不會影響被試驗材料的(de)蜡筆或墨汁,在試樣(yang)上的測(ce)量標記不應被刮、打孔、壓痕。
6.6当試驗材料被認為是各(ge)向异性時,重叠的試樣應(ying)被準備好(hao),並且(qie)和它們的轴線相對平行,也就是(shi)各向异性预測的方向。
七.条件
7.1条件-試樣(yang)在試驗前與(yu)實驗操作D618過程一致,試樣應放在23±2度和相對湿度為50±5%至少40小時,對於那些試驗,当(dang)条件不同意時應允(yun)許±1度和相對湿度為±2%。注意對於(yu)一些(xie)吸湿材料例如:對試驗较干作為模塑(su)的試樣,例如,D4066的說明,这(zhe)些都需要提前對上述条件相對湿度50%,需要試樣在水蒸氣条件模塑時(shi)没(mei)有,除去此条件直到試驗時才拿出。
7.2試驗条件-在標準試(shi)驗室空氣的温度(du)23±2度和相對湿度50±5%,除非特別(bie)指定試驗方法在不認可情况(kuang),条件應是±1.8度和相對湿度±2%。
注释10-温度(du)上小的改變而(er)一些塑料的拉伸性能快速地改變,在高速下(xia)加熱可產生(sheng)試樣變形的結果,没有強迫致冷進行試驗來確(que)保(bao)試驗条件的統一性,測定(ding)試樣减少部分的湿度並計錄自動加熱材料(liao)的温度。
FIG 3 Diagram showing location of rod tension test specimen in testing maching
圖形3在試驗機上的条状拉伸(shen)試驗樣品的(de)位置顯示圖
DIMENSIONS OF ROD SPECIMENS
条状試樣的尺寸
Norminal Diamter標準直径
Total calculated Niminun Length of Specimen
試樣的总共計算的最小长(zhang)度
Starddard Length of Specimen to be used初使用樣品的(de)標準长度Lo
TABLE Designations for Speed of Testing
表1試驗速度的測定
| 計算(B) | 試樣類型 | 試驗速度 | 在(zai)開始試驗時的標準伸(shen)长率 |
| 剛性和非剛性 | I、II、III条形和管子 | 0.2±25% 2±10% 20±10% 2±25% 2±10% 120±10% 0.05±25% 0.5±25% 5±25% 2±10% 20±10% |
0.1 1 10 0.15 1.5 15 0.1 1 10 1.5 15 |
A選擇最低速率
B參照D883定義的那樣
C對於没有動力拉(la)断的試樣最(zui)初的伸长速率不能準確地計算,因為外部測量长度减(jian)少部分和内部的拉(la)伸,最初的伸(shen)长率可从(cong)拉伸伸长對時間圖形的最初的倾角來測定。
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