ASTM D790：目标与特性值
符合ASTM D790标准的3点弯曲试验是刚性和半刚性塑料的传统标准化表征方法。通过这些试验测定的弯曲性能对设计师、工程师和材料制造商来说非常重要，它们可以确保所用塑料材料满足预期应用要求。
符合ASTM D790标准的典型测试结果为：
- 弯曲模量：弯曲模量是衡量材料刚度的指标，表明材料抵抗弯曲载荷的能力。ASTM D790标准提供了三种弯曲模量的计算方法，每种方法都会产生不同的结果：
- 切线模量（弹性模量）
在弹性极限内，应力与应变的比值 - 割线模量
应力-应变曲线上任何选定点的应力与相应应变之比 - 弦模量
应力-应变曲线上两个指定点之间的斜率
- 切线模量（弹性模量）
- 弯曲强度：弯曲强度提供了关于材料在断裂之前能够承受的最大弯曲载荷的信息。
- 指定弯曲应变下的弯曲应力
- 屈服点处和试样断裂时的弯曲应力和弯曲应变
ASTM D790试样尺寸
为了根据ASTM D790标准测试塑料，试样通过注塑成型或者通过对片材、板材或模塑部件进行机械加工而制成。
- 根据ASTM D790标准，横截面为3.2 mm x 12.7 mm且长度为127 mm的试样通常适用于塑料模塑化合物。规定的厚度与支座之比为16导致支承跨距为51 mm。此外，该标准还对厚度大于3.2 mm和小于1.6 mm的试样规定了一系列附加要求。
- 为了测试层压热固性材料和片状材料的电绝缘性，可能必须将试样加工至25.4 mm或12.7 mm的厚度。如果剪切强度与拉伸强度相比非常低，则厚度与支座之比必须增加到32甚至40，才能避免剪切断裂。
- 高强度纤维复合材料的测试是根据拉伸剪切强度比进行的，其中厚度与支座距离之比为16、32或40。对于高度各向异性的材料，甚至可能需要60的比率才能进行正确的模量测定。
在弯曲试验中测量试样尺寸时要特别小心。因为试样厚度会以平方的形式参与弯曲应力的计算，测量误差也是平方放大的。一个厚度为3.2 mm（标称）的试样的测量误差即使仅为0.1 mm，也会导致弯曲应力有超过5 %的误差。因此，使用符合ASTM D5947标准要求的千分尺来测量试样的厚度。
ASTM D790：力和挠度的测量
根据ASTM D790标准进行的力测量必须在相关范围内进行，且精度为显示值的±1 %。根据ASTM E4标准标定载荷测量系统。
根据ASTM D790，两个支座之间中心位置的挠度可以通过横梁（I型）的位置或直接用单独的位移传感器系统（II型）进行测量：
- 对于横梁位置的测量，必须根据ASTM E2309保持与B对应的精度。如果是直接测量挠度，则根据ASTM E83进行试验，其中必须遵循B-2要求测定模量，遵循C要求测定其他应变。
- 为了根据I型通过横梁位置测量挠度，testXpert测试软件提供了试验设备固有变形的自动校正，从而确定试验装置的实际变形曲线并存储在测试软件中。
ZwickRoell提供可满足上述要求的各种II型位移传感器系统，但与其他试验方法结合的能力尤其不同：
- 用于压缩和弯曲试验的机械传感器，设计有一个传感器臂，直接放在试样下方
- 用于makroXtens和multiXtens机械引伸计的传感器臂
- 带标记的测量设备，用于光学videoXtens引伸计
ASTM D790试验速度
符合ASTM D790标准的试验方法及其对试验速度的影响：
- 对于在小挠度下断裂的材料，根据方法A，首选使用0.01 min-1的应变速率。
- 根据方法B，对既不断裂也不显示屈服点高达5 %伸长率的材料，以高出应变速率0.1 min-1十倍的值进行测试。
对于操作员来说，该信息意味着必须根据试样厚度和支承跨距或支承跨距与试样厚度之比来计算在试验机上设定的试验速度。该功能可以方便地存储在testXpert测试软件中，计算过程可以自动化。
对于3.2 x 12.7 x 127 mm且厚度与支座之比为16的标准试样，符合ASTM D790标准的试验速度为：
- 对于方法A：1.4 mm/min
- 对于方法B：13.7 mm/min
ZwickRoell 3点弯曲试验套件的优点和特性
- 使用ZwickRoell的弯曲试验工装，可以进行最大力高达20 kN的测试。最大挠度为36 mm。
- 当使用定距仪设置支承跨距和对中挡块时，可以在按照ISO 178和ASTM D790标准进行测试时根据标准设置弯曲试验工装。
- 支座的跨距和角度都可以调整。这使它们可以相对于彼此和口模居中，并在支撑轴上精确对齐。
- 使用定距仪设置并定位弯曲试验工装的对中挡块。
适用于ASTM D790三点弯曲试验的试验机
要按照ASTM D790标准执行3点弯曲试验，可以使用我们的万能试验机zwickiLine、ProLine和AllroundLine。
使用testXpert按照ASTM D790标准简单可靠地开始测试
使用我们的testXpert测试软件，操作员的上手过程会很快，并可立即开始测试。 他们仅能看到适用于其具体职责的任务，并通过逐步指导完成符合ASTM D790标准的试验。
- 所有ASTM D790标准中定义的特性值和设置均包含在标准测试程序中，保证符合标准。 测试软件会指导用户逐步完成试验。
- 用户只能看到其需要执行的步骤，这些步骤通过用户管理功能来确立。
- 符合ASTM D790标准的试样尺寸通过连接千分尺和数字卡尺直接传输至测试软件，这样可节省时间并消除误差。
- testXpert可帮助您实现最大测试效率。 测试速度最多可加快30%。
保持快速、无误的总览
- 通过标准化接口，可快速无误地从您的ERP或QS系统中读入试验任务，并在试验后传回结果。 这节省了传输过程的时间，并防止错误。
- 通过testXpert Analytics集中访问所有测试数据，可以对不同试验系列的特性值进行评估。 超出ASTM D790标准之外的还有： 拉伸模量、弯曲模量、拉伸强度、缺口冲击强度、流动速率及其他特性值可轻松地再现和评估。
- 使用我们的趋势分析功能，您可以通过简单的长期评估选项来识别长期偏差。
自动化3点弯曲试验，符合ASTM D790标准
尤其是涉及到大量试样时，需要大量人员参与测试。用于塑料自动化试验的测试系统减轻了实验室工作人员日常重复任务负担，确保了测试结果的可再现性。这让工作人员可以进行更复杂的工作，例如解释测试结果、评估新材料或参与其他研究活动。
要按照ASTM D790标准自动执行3点弯曲试验，我们建议使用roboTest N、roboTest L或roboTest R测试系统。不同试验的组合，例如根据ASTM D638标准的拉伸试验和根据ASTM D790标准的弯曲试验，可以通过简单的转换或通过将多个试验工装纳入一个系统中来实现。
有关ASTM D790的常见问题
这两个标准都提供了一种测定塑料弯曲性能的方法，但在应用、试样几何形状和试验程序方面有所不同。因此，测试结果不具有可比性。在对塑料进行试验时，由于试样的尺寸会影响材料的结构，因此预计会出现差异。其他影响变量来源于不同的试验速度和模块值测定的差异。
ASTM D790标准描述了一种用于测定非增强和增强塑料（包括高模量复合材料和电绝缘材料）弯曲性能的试验方法。典型测试结果包括弯曲模量、屈服点处的应力和应变、断裂弯曲强度和弯曲应变。这些试验用于刚性和半刚性塑料，但最多只能达到5 %的应变极限。
根据ISO 178和ASTM D790标准对塑料进行弯曲试验的结果通常在大小上相似，但不能直接比较。原因是弯曲试验中的应变速率不同，模量值的计算方法不同，以及试样生产过程中可能出现差异。
ISO标准是在国际标准化委员会建立的广泛国际共识的基础上制定的。这些委员会由参与国家/地区的国家标准化机构的代表性专家组成。ASTM标准是在美国国家层面制定的，尽管ASTM在国际上允许美国以外的专家参与。
弯曲模量是衡量材料刚度的指标，表明材料抵抗弯曲载荷的能力。弯曲强度提供了关于材料在断裂之前能够承受的最大弯曲载荷的信息。
根据ASTM D790和ISO 178标准，弯曲应力计算为支座之间中心试样的极端纤维应力。标准中提供的公式基于理想载荷情况。在弯曲试验过程中，由于试样的挠度增加而导致的支座角度误差或摩擦力不在考虑范围内。该计算仅对较小的弯曲角度足够精确。
支座之间或支座与口模之间的角度误差会导致试验开始时试样与试验工具之间的点接触。随着载荷的增加，试样在扭转中变形，并获得线性支撑。在应力-应变图中这些初始变形作为所谓的曲线突变可见，即在初始测量范围内的递增梯度。割线模量和弦模量的值可以显著地受到这种影响，而符合ASTM D790标准的切线模量对这种影响不太敏感。
