如何按照 ASTM D882 执行塑料薄膜拉力测试

7 股绞线一般用于预应力混凝土的生产。如果没有合适的设备,则难以测试绞线;虽然比例型楔形夹具可以接受,但非比例型侧动夹具在一致性和结果方面都是更好的选择。根据 ASTM A1061/A1061M 标准,试样长度为 48 英寸,需要 24 英寸标距长度的应变装置,以正确测量长度变化。

钢筋 - 以前的附录 A9

钢筋是另一种材料,其中试样不包括缩小的截面,因此需要 8 英寸/200 mm 的标距长度引伸计。比例型楔形夹具适用于此测试。在北美,尺寸约定基于标称 1 英寸或 8/8 ths 的 #8 钢筋。近年来列入产品标准的最大直径材料是 #20 螺杆,其中还包括 100 ksi 的抗拉强度。通过测试最大的产品可产生 720,000 lb 的峰值测试载荷。AC133 标准下的另一项测试是钢筋耦合测试,该测试使用双侧动或单侧动非比例型夹具以贯穿零循环方式进行。

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计算和结果

ASTM A370 测试设置

由于 ASTM D882 试样很脆弱,夹钳面的选择对于成功测试也具有至关重要的意义。不建议使用锯齿状夹钳面,因为它们在夹持时会损坏试样,导致夹口断裂或结果不精确。橡胶面不会损坏薄膜试样,并且经证明可以防止试样滑移,因为它们在测试过程中会变薄,因此橡胶面与气动夹具配对是首选组合。这种组合也会产生可重复性最高的结果。

橡胶夹钳面应与试样的夹持端或夹紧端的宽度相匹配。这种材料最常见的表面尺寸是 25 mm x 25 mm(1 英寸 x 1 英寸)。匹配的宽度便于试样对准,这对于获得良好的断裂和精确的测试结果至关重要。如果试样宽度在标准的公差的较小一侧,则夹钳面必须至少与试样一样宽,但在这种情况下,更宽的夹钳面也可以接受。

  • 针对对于橡胶面来说太薄的薄膜试样,也可以使用线接触夹持。线接触面包括一个光滑的夹钳面和一个相反的圆形面,有助于沿着垂直于十字头运动方向的一条直线分布夹持力。夹持的最关键方面是避免在测试时滑移,并在测试时保持每个试样的均匀应力分布。
  • 气动侧动夹具
  • 2712-041
  • 1 kN 型号 | 2712-041
  • 自紧式滚筒夹具

2613-007

1 kN 型号 | 2713-007

测试类型

作者:Meredith Bernstein

ISO 37 在各行各业广泛用于测量硫化橡胶和热塑性橡胶的拉伸应力-应变性能。它与 ASTM D412 相似,但并不等同于该标准,大多数公司将根据其所在地的不同,按照一种或另一种标准进行测试。ISO 37 通常由从事原材料制造、弹性体技术开发和橡胶基消费品和医疗用品(如橡胶手套)制造的公司使用。ISO 37 也是能源和汽车行业(特别是轮胎制造商)使用的非常普遍的标准。本指南旨在向您介绍 ISO 37 拉力测试的基本要素,包括概述所需设备、软件和样品。但是,计划进行 ISO 37 测试的任何人员都不应认为参阅本指南后便不必再阅读完整标准

ISO 37

标准一览

材料

 

虽然 ASTM A370 引用了不同的测试类型,但拉力测试是主要焦点。最常见的测量特性如下:

弹性模量 – 测量材料抗弹性形变的能力

<a href=屈服强度 - 材料永久变形时的应力"/>

抗拉强度 - 材料能够承受的最大力或应力

断面收缩率 - 材料延展性的度量标准


总伸长率 – 测量断裂后长度增加的百分比

材料测试系统

ASTM A370 测试是针对各种钢铁产品和试样几何形状进行,因此系统力要求可能会有很大差异。英斯特朗的工业产品系列提供的测试机架适合测试机加工不锈钢棒 (300 kN) 以及厚壁管材 (2,000 kN) 等。工业产品系列载荷机架包括高刚度滚珠丝杆和导柱、应变计载荷测量和消除齿隙以提高耐用性。这些特性通过产生更精确的结果和最小化测试过程中存储的能量来提高性能,这一点在测试高强度材料(如弹簧钢丝和大直径紧固件)时尤为明显。

附录 2 - 管道和管材

当测试管材(如全截面管道或从管道或管材上切下的狗骨式试样)时,比例型楔形夹具是一种适当且经济的解决方案。如果不需要压扁狗骨式试样的端部,我们建议使用曲线型虎钳支座,这对于测试具有厚壁和更高抗拉强度的试样特别有用,因为它们在测试开始时消除了滑移并提高了应变精度。

适用于管道和管材的应变测量解决方案可以是自动接触式引伸计(如 AUTOX750)或手动夹式装置(如英斯特朗的 W-6280 系列)。为测试全截面管材,AUTOX750 可以接受最大直径为 100 mm、标距长度为 2 英寸的试样。B2 类应变测定适用于 0.2% 的偏移屈服,但如果需要较低的百分比屈服计算,建议使用 B1 类装置。

附录 2 还介绍了一些用于证明某些管材延展性的压缩测试,包括压扁、反向压扁、挤压、法兰、扩口、弯曲和横向引导弯曲测试。基本的压缩铁砧和模具可以轻松满足许多此类测试的要求,但导向弯曲测试除外,英斯特朗为此测试提供了 W-6810 工装

附录 3 - 紧固件

测试紧固件时通常不需要应变测定,但它在确定材料是否显示任何应变时可能会有所帮助。一个合适的选择是英斯特朗的 W-E439。

附录 4 - 圆线材

A370 圆线材解决方案

1. 2714-107 轮胎帘线夹具

 

虽然 ASTM D882 不需要应变测定来测量应变,但使用引伸计总是能产生最精确的应变测量。非接触式视频应变测定通常是薄膜测试的最佳解决方案,因为典型的夹式引伸计会压低试样,而刀刃在测试过程中可能会撕裂试样。英斯特朗的 AVE2 视频引伸计能够测量低至 1 微米的应变,而无需实际接触试样。

ave2 引伸计

结果

使用英斯特朗的 Bluehill® Universal 测试软件,可以轻松地让报告符合标准。该软件还带有一个预先配置的 ASTM D882 测试方法,配有特定的测试参数和计算,以帮助确保合规性。

Bluehill Universal ASTM D882

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夹具

由于这些塑料试样的柔韧性和精致性,夹持可能会很困难。气动侧动夹具提供可调节的进气压力,以确保在整个测试过程中可以充分夹紧试样。在测试薄膜时,气动夹具优于螺丝动作夹具或手动紧固夹具,因为后者夹具增加了夹紧压力的可变性,可以允许更多的测试结果不一致,并且更可能发生夹口断裂或滑移情况。在某些情况下,对于非常薄的薄膜试样,也可以使用自紧式滚筒夹具

在 ASTM A370 的最新更新中,附录 A7(多股绞线)和附录 A9(钢筋)已移至其各自的产品标准 <a href=ASTM A1061/A1061M 和 ASTM A615。由于它们长期包含在 ASTM A370 的过去版本中,我们仍将在本指南中探讨这些应用。"/>

圆线材工装

附录 A5 - 夏比冲击

A370 的总则以及附录 A5 中均详细讨论了总吸收能量的夏比冲击测试。这是标准中所描述大多数钢的生产中必需进行的测试。试样尺寸定义明确,并包含不同破坏类型的图例。为提供更多详情,ASTM A370 参考了夏比冲击标准 ASTM E-23。英斯特朗提供从 300 焦耳到 900 焦耳的合适解决方案,例如带有 Bluehill Impact 软件的 MPX 系统

 

1. 英斯特朗 6800


2. Bluehill Universal 仪表板 (2490-696)

3. 2580 系列载荷传感器

 

4. 2712 系列气动夹具

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ASTM D882 测试设置

软件

Bluehill Universal 在购买时随附一个免费的应用模块。在每个应用模块内都有预先配置的测试方法和支持文档,以帮助按照各种标准进行测试,包括针对选择弹性体模块的人员的 ISO 37。包括两种单独的方法,一种用于 ISO 37 哑铃式试样,另一种用于 ISO 37 O 形试样。

应变测量

接触式和非接触式引伸计均符合 ISO 37 的精度要求。英斯特朗的 AVE2 是一种高度通用的非接触式解决方案,可以与 6 mm 超长 FoV 镜头一起购买,这是测量弹性体的理想选择。AVE2 是测量精密试样的最佳解决方案,因为它不与试样接触,可用于测试高伸长率弹性体。

另一款出色的解决方案是英斯特朗的 XL 长行程引伸计,它专门为测量弹性体等高延展性材料的应变而设计。 

ISO 37 引伸计

有用的提示和技巧

除非需要比较机器方向和横向的结果,否则用于 ISO 37 测试的哑铃式试样应始终与材料的晶粒平行切割。在这种情况下,应测试相同数量的每种试样类型。

ISO 37 规定,所使用的引伸计针对 1、2 和 1A 型哑铃式试样应符合 D 类标准,针对 3 和 4 型哑铃式试样应符合 E 类标准。鉴于标准要求报告几个不同应变值下的应力,强烈建议始终使用引伸计进行 ISO 37 测试。由于试样在标距长度外的伸长率,基于十字头行程的应变测量可能不太精确。

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