标准解析
对于GB/T 1040.1-2018,我们曾解读过其术语和定义的更新,原文可点击链接:标准更新解析| GB/T 1040.1-2018塑料拉伸性能的测定。本文旨在解读试验和设备的要求。
拉伸应力相关的测试结果直接受试样尺寸的影响,因此试样尺寸的测量精度,接触面尺寸等都需按照标准要求进行。对于试样的尺寸测量,可按ISO 16012或ISO 23529进行。以ISO 16012为例,由于注塑样品会有拔模角,且冷却过程不同造成试样会有凹痕,对于这类样品的宽度和厚度测量,就不能用卡尺,而需要用螺旋测微器。螺旋测微器测头规格为1.5mm≤φ≤6.4mm直径范围的平接触面。螺旋测微器的精度要求如表1所示。
表1 精度要求 (单位:mm)
尺寸范围 | 精度要求 |
<10 | ±0.02 |
≥10 | ±0.1 |
具体的样品测量要求详见图1。
1-宽度测量 2-厚度测量 3-最小厚度, hmin 4-最大厚度, hmax 5-千分尺测砧
a-千分尺的测头边与样品宽度方向接触位置在距离样品厚度中心线的±0.5mm以内
b-千分尺的测头边与样品厚度方向接触位置在距离样品宽度中心线的±3.5mm以内
图1 注塑样品尺寸测量
为了提高测试效率,减少人为因素导致的错误,建议采用试样尺寸自动测量装置(ASMD,图2)。ASMD可将直接将试样尺寸自动输入到Bluehill软件中,并通过软件计算平均值,无需手动计算和输入数据,减少人为的错误风险。
图2 试样尺寸自动测量装置(ASMD)
预应力的作用是在测试数据采集前,给试样施加一定的拉力,避免试样因在夹持时可能受到压缩力而导致的试样弯曲,从而造成应力/应变曲线开始阶段的趾区,进而影响测试结果。根据不同的测试结果要求,有以下规定:
模量测量:预应力为正值
0<σ0 ≤Et/2 000
这对应着预应变ε0≤0.05%
相关应力测量(如σ* = σy 或 σm):
0<σ0 ≤σ*/100
若试样夹持后应力超过以上公式给出的范围,则可用1 mm/min的速度缓慢移动横梁直至试样受力在允许范围内。
以模量为2500MPa,拉伸强度为70MPa为例,综合以上2种测量的要求,预应力不应当超过0.7MPa。反应到软件上的设置,则预加载设置如下:
图 3 预加载设置界面
对于测试速度,有2个变化。一是增加了0.125mm/min,0.25mm/min,0.5mm/min和300mm/min这4个推荐的试验速度。
图4 推荐测试速度
二是在老版标准里,由于拉伸模量和拉伸强度的测试速率不一样,2者的测量需要进行2次测试,即一根样品用于模量测量,一根样品用于强度测量。这样无疑增加了测试时间和样品成本。新的标准里规定,一个试验可采用2种速度,试验中切换速度,需确保速度变化发生在应变不大于0.3%以内。即先采用1mm/min的速度测量拉伸模量,之后在0.25%-0.3%之间切换速度到合适的值。
图5 拉伸速度切换设置
引伸计应符合1级精度要求。由于模量的测量范围在0.05-0.25%之间,1级精度则意味着使用1A类型试样时,75mm标距对应的绝对精度为±1.5μm,如果是QC测试,可采用50mm标距,则绝对精度要求达到±1μm。标距越小,对引伸计的要求越高,见图6a。由于GB/T 1040.1-2018中对小标距试样的引伸计精度要求高,为了测试标准有更好的实用性,所以ISO 527-1:2019提出:对于20mm到50mm之间的较小标距试样,引伸计绝对精度在±1 μm(图6b)就足够了。
a) GB/T 1040.1-2018
b) ISO 527-1:2019
图6 假定精度为1%,不同标距时模量测定的引伸计精度要求
应变测量既可以使用接触式引伸计也可以使用非接触式引伸计。如手动夹持式引伸计(图7a),自动夹持引伸计(图7b)和视频引伸计(图7c)均可满足要求。
图7a 手动夹持式引伸计
弹簧夹设计,夹持方便,适用于各种试样尺寸。内置保护装置可减少引伸计因过度伸长而导致损坏。
平衡测量臂几乎没有重量,因此消除了对被测材料性能的影响。测量臂每次都会自动将其定位到正确的位置和标距,保证测试结果的准确性。
消除操作人员对应变结果的影响;提高测试结果的一致性和可重复性。通过非接触应变测量,可防止试样过早损坏,从而获得最准确的结果。
需要了解更多详情,请拨打400-820-2006,或浏览英斯特朗官方网站:www.instron.com。
最后,他选择“拒绝”了那笔订单……
听,来自千年前的声音……
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