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ISO 178塑料的3点弯曲试验

ISO 178标准规定了塑料弯曲性能的测定。在3点弯曲试验中,将试样置于两个平行放置的砧座上,并用压缩模具使其弯曲。在此过程中,试样不得断裂。

有关塑料3点弯曲试验的进一步说明,请参见ASTM D790标准。

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ISO 178标准3点弯曲试验的目的

ISO 178ASTM D790中所规定的3点弯曲试验,介绍了用于硬质和半硬质塑料的经典表征方法。

典型的测试结果包括:

  • 弯曲模量
  • 3.5 %伸长率下的应力
  • 屈服点和试样断裂处的应力和伸长率

3点弯曲试验要求

在表征模塑材料时,试样取自ISO 20753中规定的试样的中段。这保证了聚合物在弯曲试验和拉伸试验中采用相同的加工流程。

计算弯曲应力和应变时通常考虑小变形,但不考虑支座处的任何摩擦。正因如此,根据标准这个方法只能测到弯曲应变为3.5%,对应发生6 mm偏移、试样厚度为4 mm的ISO试样,按照标准,在该范围内,可接受的计算误差仍小于测量值的1%。

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,测量误差结果也是平方的。即使一个厚度为4.0 mm(标称)的试样的测量误差仅为0.1 mm,也会导致弯曲应力有约5%的误差。

根据测试实验室的特定目的进行挠曲测量

  • 最简单的情况就是,只需测定最大试验力或应力,无需进行挠曲测量。
  • 如果仅测定挠曲值会导致例如外部纤维应变大于1%,即3.5%弯曲屈服强度,则通过试验机的横梁行程监控器进行简单测量即可。
  • 本标准中定义的类型III描述了质量保证或研发任务的工况,以及用于内部比较或公差监控目的的弯曲模量测量,因此,重要的不是测量的正确性,而是良好的可重复性。在这种情况下,为了简化试验装置,可以使用试验机的横梁行程监控器和符合性校正。
  • 如果目的是要获得精确且正确的测试结果,并且与其他测试实验室相比,测试结果仍然如此,则必须使用精度等级为1的直接挠曲测量。

用于获取可靠测试结果的ZwickRoell试验设备

  • 弯曲试验的结果反映了材料性能,特别是靠近试样表面的区域。测量的变形量大约是拉伸试验伸长量的四倍。
  • ZwickRoell试验机可以通过testXpert III软件补偿机架、力传感器和弯曲试验工具的变形。通过试验机的横梁位移传感器测出的数值是很精确的。仪器操作因此十分简便,特别是在质量控制中的应用。
  • 如果要求高的再现性,我们推荐使用在试样底部不产生应力的引伸计。ZwickRoell为弯曲试验提供了传感臂,可配合自动引伸计makroXtensmultiXtens,而不使用拉伸传感臂。
  • 除了尺寸精度,ZwickRoell高级的弯曲试验工装的一个主要特征是精确对中。两个砧座必须精确地对称,和压头也精确对称。在应力应变曲线中,角度误差可以引起曲线的突变,会导致模量的计算有很大的误差。可调整的夹具和设计巧妙的对中工具让对中变得简单。夹具上的突起对中块可以很精确地放置试样。

ISO 178标准的3点弯曲试验

根据ISO 178,设置试验工具并对塑料试样进行3点弯曲试验。使用makroXtens引伸计测量弯曲应变。

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