ASTM D790 塑料挠曲测试权威指南

• ISO 178 要求使用 挠度计或通过 柔度修正来测定模量。而在 ASTM D790 中只是建议这样做，模量可单独根据十字头位移计算得出。
• 首选试样的尺寸不同，测试速度取决于试样深度，因此这两个标准的测试速度存在差异。ASTM D790 试样首选深度为 3.2 mm。ISO 178 试样首选深度为 4 mm。
• 测量模量后，ASTM D790 仅允许采用一种测试速度，而 ISO 178 允许采用第二种更快的测试速度。

ASTM D790 测量的是材料在弯曲应变或挠曲状态下的挠曲性能。此测试使用通用测试系统进行，这种测试系统使用三点弯曲工装，其速度与试样深度成比例。ASTM D790 测试用于测定以下机械性能：

• 正切模量 - 又称为挠曲模量，是指载荷挠度曲线初始线性部分的斜率，是材料刚度的度量标准
• 正割模量 - 载荷挠度曲线上原点与预设点之间的斜率
• 弦线模量 - 载荷挠度曲线上两个预设点之间的斜率
• 挠曲强度- 弯曲测试期间获得的最大挠曲应力
• 断裂挠曲应力 - 试样在弯曲测试过程中断裂时的挠曲应力。对于某些材料，试样会在达到 屈服点之前断裂，这种情况下的挠曲强度与断裂挠曲应力相等。

ASTM D790 介绍了两种不同的测试方法，适用于不同类型的材料。方法 A 是首选方法，采用的应变率为每分钟 0.01 mm。方法 B 采用的应变率为每分钟 0.10 mm，适合测试速率更慢且应变达到 5% 时不会断裂的材料。ASTM D790 允许根据十字头位移或引伸计 读数来测量应变，分别称为第 1 类测试和第 2 类测试。

ASTM D790 要求的测试速度用试样支承跨距、试样深度和应变率的函数表示。Bluehill® Universal的表达式构造器便于用户以函数而不是静态数字的形式输入测试速度。测试操作员输入试样测量值后，该软件会根据方程式自动修改测试速度。

ASTM D790 测试可采用台式或落地式通用测试机进行，此类测试机带有多种配件，可以通过配置这些配件来优化测试。不同的实验室有不同的需求，因此可以进行不同的系统配置。

基本配置示例如下所示。此测试机包含3400 系列测试系统，这种系统配有 3 点弯曲工装且未配备引伸计，因此必须根据十字头位移来测量应变（第 1 类测试）。根据十字头位移测量应变后，建议进行3400 시리즈，但该操作并非强制性要求。进行第 2 类测试时，3400 系列测试机架还可以与柔度修正을 권장하지만 필수사항은 아닙니다. 3400 시리즈 시험 프레임은 유형 2 시험을 위해 引伸计配合使用。

ASTM D790 试样呈矩形，可以通过注塑成型、挤出或从板材或片材上切割而成。ASTM D790 试样的尺寸取决于材料的厚度，相关标准将其定义为试样的深度。厚度大于 3.2 mm 的片材的宽度和跨距与其厚度成正比。厚度在 3.2 至 1.6 mm 之间的片材宽度为 12.7 mm，跨距定义为试样厚度 X 16。厚度小于 1.6 mm 的片材为 50.8 mm X 12.7 mm，支承跨距为 25.4 mm。

电气绝缘材料的试样尺寸根据其标称厚度有一组不同的度量指标。成型材料通常深 3.2 mm，宽 12.7 mm，长 127 mm。它们使用的支承跨距等于试样深度 X 16。高强度增强复合材料的尺寸应符合标准规定，促使断裂发生在试样的外部纤维中。在测试复合材料和其他各向异性材料时，应注意确保仅由于弯曲过程中产生的力而发生断裂，并应切割试样，以确保所测试的纤维方向是最强的。

必须使用符合 ASTM D5947 的千分尺测量试样。必须对试样的宽度和厚度进行三次测量，并报告其平均值。使用 Bluehill Universal 中的自动试样测量装置 (ASMD) 功能，操作员可以将最多两个千分尺或测量装置连接到计算机，让它们将测量值的平均值直接输入软件中。这样可消除出现输入错误的可能性，并提高效率。

三点弯曲工装用于 ASTM D790。此工装由安装在移动十字头上的一个载荷突出部和带有两个试样支座或铁砧的一个固定部件组成，经调整可以适应试样支承跨距的距离。除非另有说明，否则铁砧和载荷突出部的表面应为圆柱形，半径为 5 mm，圆柱形部件的长度应大于试样的宽度。

英斯特朗的弯曲工装包括可提高测试精度的多个主要功能。支撑梁上标有刻度的长度单位有助于在使用应变装置时准确定位铁砧，并轻松对中挠度计。英斯特朗弯曲工装还带有经调整可以适应试样宽度的对准臂，因为试样对准会导致结果发生重大变化，必须谨慎以确保每次测试的试样均得到一致对准。