标准更新解析| GB/T 1040.1-2018塑料拉伸性能的测定 ——标准解析之术语&定义篇

自2006年GB/T 1040.1发布以来,历经12年,终于在2018年12月28日更新了标准,并于2019年11月1日正式实施。GB/T 1040.1-2018等同采用ISO 527-1:2012,相较前一版本,有了较大的变化。从2019年开始,陆续有用户就GB/T 1040.1-2018标准咨询标准变化对其测试带来的影响。本文就新旧标准中的术语和定义的差异进行了解读,并例举软件设置上可能涉及的修改内容。

  1. 拉伸强度σm

    在2006版标准中,拉伸强度是指在拉伸试验过程中,试样承受的最大拉伸应力。而新的标准中则定义为观测到的最大初始应力。这一定义的变化,将会影响4类曲线中的曲线b,即存在屈服或颈缩且最大应力大于屈服应力的曲线。根据这一定义,细心的标准研读者们可能已经发现了一个问题,就是在标准中曲线b上的拉伸强度σm仍然标记在最大应力的位置。这一错误已在最新发布的ISO 527-1:2019中进行了更正。

    典型应力/应变曲线
    图1 典型应力/应变曲线

    新旧标准中曲线b的拉伸强度对应点
    图2 新旧标准中曲线b的拉伸强度对应点

    如果您的材料性能类似于曲线b,那么,针对这一变化,您则需要在软件中进行拉伸强度的计算修改。以INSTRON测试软件Bluehill Universal为例(下同),在“计算”中,您需要将“最大值 力”(如图3)改为“局部峰值 最大力”(如图4)。

    最大值 力的设置
    图3 最大值 力的设置

     局部峰值的设置
    图4 局部峰值的设置

  2. 标称应变

    新标准引入了新的方法—B法。标准中规定了2种测定标称应变的方法,即A法和B法。

    A法是和老标准一样的,即相对于初始标距的夹具间距增加量。在实际测量时,以横梁位移替代夹具间距的增量。

    B法是新的方法,由引伸计和横梁位移相结合测量标称应变,即屈服点前采用引伸计测量应变,屈服点后采用横梁位移计算标称应变。有屈服和颈缩的多用途试样优选B法。

    如果您采用B法测定标称应变,则需要在软件中做2处设置,以确保到屈服点后自动切换应变源。a)“计算”中的“屈服”开启“在试验中计算”;b)“测试控制”中引伸计移除标准选择“屈服(零斜率)”。通过这2步设置,在测试过程中,当检测到零斜率屈服点时, 软件即可自动切换应变源从引伸计应变到横梁位移。

    屈服点和引伸计移除标准的方法设置

    屈服点和引伸计移除标准的方法设置
    图5 屈服点和引伸计移除标准的方法设置

  3. 拉伸弹性模量

    新标准规定拉伸模量可用弦模量或最小二乘回归线的斜率计算。根据该说明,在软件中则需采用弦模量(见图6)或段模量(见图7)。请注意,该定义不适用于薄膜。

    弦模量软件设置
    图6 弦模量软件设置

    段模量软件设置
    图7 段模量软件设置

  4. 泊松比

    新标准明确了泊松比的计算方法为,在曲线的线性部分采用线性最小二乘法回归分析来计算宽度(厚度)变化对标距变化曲线的斜率Δn/ΔL0。为了满足泊松比测定对引伸计精度的要求,在附录B中提出使用多用途试样时,采用75mm标距,而不是50mm标距。同时,推荐泊松比的测定范围在模量测定的应变去后之后,即0.25%以后的曲线线性范围内。通过扩大取值范围,以降低泊松比对引伸计的精度要求。

    段模量软件设置
    图8 泊松比设置举例

  5. 拉伸断裂应力σb

    新标准在这个定义中增加了备注,明确是试样断裂前应力应变曲线上的最大应力值,如在裂纹萌生导致的负荷下降前。这一备注对拉伸断裂应力的取值点具有较好的指导意义。

  6. 拉伸断裂应变εb和拉伸断裂标称应变εtb

相较于老版本的定义,在新版本中具体化了拉伸断裂(标称)应变的定义,即应力下降至小于或等于强度的10%之前最后记录的数据点对应的(标称)应变。

对于标准中给出的4类曲线示意图,断裂点的设置并不影响应变或标称应变的结果。但如果您的材料存在局部破坏,藕断丝连的,那么就需要根据定义对断裂点进行参数设置的修改了。

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