万能材料试验机拉伸测试简介

万能材料试验机拉伸测试简介

一、范围

1、本试验方法规定了塑料片材和薄膜(厚度小于1.0mm) 拉伸性能的试验方法。

注1——薄膜被强制定义为额定厚度不大于0.25mm(0.01in)的片材。 注2——厚度大于1mm(0.04in)的塑料应按D 638试验方法测试其拉伸性能。

2、本试验方法可以测试符合上述厚度和试验机负荷量程的所有塑料。

①、夹具的静态称重、和恒定速率分离试验——本试验方法使用以恒定速率分离的 夹具夹住试验样本的两端。

3、本试验方法通过分离夹、拉伸指示器或标距线的位移，得出试验样本的拉伸度。

4、弹性拉伸系数的测量步骤，包括一定的应变率。 注3——拉伸系数是使用分离夹测量拉伸度得来的，使用5.2所描述的伸长计进行测量的规定也包括在本 步骤中。

5、从本试验方法中获得的数据，可以使用在工程学设计中。

6、所有数值采用国际单位制。圆括号内的数值仅供参考。

7、本标准不包含任何与标准的使用相关的安全问题(如果存在的话) 。在使用本标准 前，使用者有责任建立合适的安全与卫生规程，并制定标准的使用限制。 注4——本试验方法与ISO 527-3相似，但技术上二者不能等同。ISO 527-3可使用其他类型的样本、测 试速度不同，并需要使用伸长计或表距线。

二、相关文件

ASTM 标准：

D 618试验用塑料的调理的标准实施规程 D 638塑料抗拉特性的标准试验方法

D 4000指定塑料材料的标准分类系统

D 5947 固体塑料样本物理尺寸的试验方法

D 6287切片和压片试验样品的标准操作规程 E 4试验机力鉴定规程

E 691测定试验方法精密性进行实验室间研究的标准实施规范

ISO 标准

ISO 527-3塑料 拉伸性能的测定—— 第3部分:薄膜和薄板材的试验条件[3]

三、术语

1、定义——塑料拉伸试验相关术语和符号的定义，见试验方法D 638的附录。

①、线性夹具——夹具的设计应使全部夹力沿垂直于试验样本的直线分布。这样的 夹具通常由一个标准水平夹面和一个半圆形对面组成。

②、撕裂破坏棗从样本的边缘开始破裂，以足以产生荷载变形曲线的缓慢速率穿 过整个样本的一种拉伸断裂。

四、意义和应用

1、本试验方法测得的拉伸性能对材料的定义和描述、质量控制和规格划分非常有价值。拉伸性能会随着样本厚度、制备方法、试验速度、夹具种类、和拉伸度测量方法 的变化而变化。因此，当需要精确比对结果时，必须严格控制这些因素。除其他特殊 材料有明确规范外，本试验方法应被用作仲裁。许多材料的规范可能要求使用本试验 方法，但为了符合规范必须先进行一些程序上的调整。因此建议在使用本试验方法前 先查阅相关材料规范。D4000分类系统中的表1列出了现存的ASTM 材料标准。

2、拉伸性能可为科研、工程学设计、质量控制和规格划分提供相关数据。但是，在判断实际使用中材料长时间受力的情况时，不能只参考本试验所得数据。

3、弹性拉伸系数是薄塑料片材的硬度指数。若试验环境得到精确控制，试验结果将具 有的非常好的重现性。若比较不同材料的硬度，应使用同样尺寸的样本。

4、拉伸断裂能(TEB)是指样本处于破裂临界点时每单位体积所含的总能量。这一特 性在一些文件中被称为韧性，用来评估那些经常承受较大负荷的材料的性能。但是， 应变率、样本参数、尤其是样本瑕疵，可能会造成结果严重波动。因此，将TEB 试验 结果用于最终应用产品的设计时，应格外小心。

五、材料被撕裂破坏得到的不规则数据不能与普通破坏得到的数据相比较。

5.1 试验机棗试验机应具有恒定的十字运动速率，并其必须具备下列装置：

5.1.1 固定部件棗固定或基本固定的，带有一个夹具。

5.1.2 运动部件棗可运动的，带有第二个夹具。

5.1.3 夹具棗试验机上，固定部件和运动部件之间，用来夹住试验样本的一系列夹子，可以是固定的或自动对齐的。无论何种夹具系统，都应最大限度的减小相对滑动 和应力分布不均的情况。

5.1.3.1 固定夹具是牢固的安装在试验机的固定或可动部件上的。当使用这一类夹具时，必须小心的将样本夹在夹具中，从而使样本的长轴与通过夹具中心线的拉力方向 重合。

5.1.3.2 自动对齐夹具是安装在部件上，一旦达到一定负载就会自动排成一列，以使样本的长轴与通过夹具中心线的拉力方向重合。夹具应尽可能按拉力的方向排成一行， 以避免样本发生旋转而滑动。自动对齐型夹具只能在一定限度内自动调整。

5.1.3.3 应尽可能防止样本相对夹具滑动。使用薄橡胶、磨砂布、压力敏感胶带、平口或锯齿夹具，均可防止样本滑动。夹具的表面应按试验材料及其厚度选择。使用1.0mm(40mil)的吸墨纸或滤纸垫在夹具圆面上，效果更好。对于易? 缩在? 夹具里的材 料，能始终保持恒定压力的气动夹更有优势。对于经常在夹具边缘撕裂的材料，可稍 稍增大夹具与样本接触处的曲率半径。

5.1.4 驱动装置棗驱动装置可以施加给移动部件一个相对稳定、可控制的速度。该速 度应按第9节设定。

5.1.5 负荷指示器棗一个合适的负荷指示装置，能指示夹具上的试验样本所承受的全 部拉伸负荷。本装置在特定的试验速率下(注5) ，基本上没有惯性滞后现象。除非使 用合适的伸长计，称重系统的移动在测量范围内不应超过样本伸长量的2%。负荷指示 器对样本所承受的拉伸负荷的指示精确到1%。试验机的精确度应按E4规范校正。

5.1.6 十字伸长指示器棗一个合适的伸长指示装置能指示夹具做十字运动时分离的距离。本装置在特定试验率下，基本上没有惯性滞后现象。本指示器对夹具十字运动距离的指示精确到1%。

5.2 伸长计(可选)——若需要的话，可使用本仪器测量被拉伸的样本上两个确定点间 的距离。使用该仪器时，应尽量减小仪器与样本接触点上的压力(见8.3) 。本仪器应 自动记录距离或样本的任何变化，如样本负荷的函数、所用时间的函数。若只记录所 用时间的函数，则负荷时间的数值也应记录。本仪器必须在特定试验速率下基本无惯 性滞后现象(见注5) 。

5.2.1 弹性系数和低拉伸量的测量——使用伸长计测量弹性系数和低拉伸量(低于伸长量的20%)，应最少精确到1%，并按E83规范对C 仪器的要求操作。

5.2.2 高拉伸量的测量——测量高拉伸量(大于伸长量的20%)时，仪器和相关技术指数应精确到1%。注5——在负荷和拉伸数据的标示和记录过程中，必须快速反应。系统需要的反应速度取决于试验的材 料(高拉伸量或低拉伸量) 和应变速率。

5.3 厚度测量器棗试验方法D5947方法C 所述的净重转盘千分尺，或等同的测量装 置，应精确到0.0025mm(0.0001in)或更小。

5.4 宽度测量仪棗合适的测量器或其他能精确到0.25mm(0.010in)的仪器。

5.5 样本裁切器棗根据D6287规范选择适合裁切薄膜和薄板材的技术和设备。

5.5.1 经证明，使用刀片的装置特别适合裁切破裂伸长率在10-20%以上的材料。

5.5.2 由于可能造成样本边缘不整齐或破裂，建议不要使用冲床或压力机裁切样本。