ASTM D790的權威指南
ASTM D790是一種測試方法,用於確定增強和未增強塑料,高量子復合材料和電絕緣材料的彎曲(彎曲)特性。本指南旨在向您介紹ASTM D790撓曲測試的基本元素,並將概述測試設備,軟件和標本。但是,任何計劃進行ASTM D790測試的人都不應將本指南視為閱讀完整標準的足夠替代品。
ASTM D790是旨在測量塑料彎曲特性的幾項測試之一。它不是為了測量拉伸性能,需要量化塑料材料的拉伸性能的任何人應指ASTM D638。請注意,此標準並非旨在確定在5%壓力內未破壞或產量的材料的彎曲強度。根據ASTM D6272,此類材料可能更適合4點彎曲測試。




ASTM D790和ISO 178之間的差異
ASTM D790與ISO 178非常相似,儘管它在幾個關鍵點上有所不同:
ISO 178需要使用偏差計或合規性校正以確定模量。在ASTM D790中,這只是一個建議,模量可以單獨通過交叉位移來計算。
首選的樣品尺寸不同,並且由於測試速度取決於樣品深度,因此標準之間的測試速度可能會有所不同。 ASTM D790樣品的首選深度為3.2 mm。 ISO 178樣品的首選深度為4 mm。
ASTM D790僅允許一個測試速度,而ISO 178允許測量模量後使用第二個(更快)的測試速度。
ASTM D790在彎曲應變或偏轉下測量材料的彎曲性能。該測試是在通用測試系統上使用三分彎曲燈具以與試樣深度成正比的速率進行的。 ASTM D790測試用於確定以下機械性能:
切線模量:也稱為彎曲模量,這是負載偏轉曲線的初始線性部分的斜率,是對材料剛度的測量。
SECANT模量:負載偏轉曲線上原點和預定點之間的斜率。
和弦模量:負載偏轉曲線上兩個預定點之間的斜率。
彎曲強度:彎曲測試期間獲得的最大彎曲應力。
斷裂時彎曲應力:彎曲測試期間試樣斷裂的彎曲應力。對於某些材料,樣品在屈服點之前斷裂,在這種情況下,彎曲強度等於斷裂時的彎曲應力。
ASTM D790描述了針對不同類型材料的兩種不同的測試程序。過程A(首選方法)採用0.01 mm/mm/min的應變速率。過程B採用0.10 mm/mm/min的應變速率,適用於以較低速率測試時可能不會在5%應變下破裂的材料。 ASTM D790允許分別從交叉頭位移或分別稱為類型1和2型測試的延期計的讀數進行應變測量。
ASTM D790所需的測試速度表示是試樣支撐跨度,標本深度和應變速率的函數。 BlueHill®Universal的表達構建器允許用戶輸入測試速度作為功能而不是靜態數字。測試操作員進入樣品測量值後,軟件將根據方程式自動修改測試速度。
ASTM D790測試可以在帶有各種配件的桌面或地板模型通用測試機上進行,可以配置以優化測試。由於每個實驗室都有不同的需求,因此可以使用幾種不同的系統配置。
樣本基本配置可以在下面看到。該測試設置包括一個3400系列測試系統,該系統具有3分彎曲固定儀,無延伸度計,這意味著在這種情況下的應變必須通過交叉頭排量(類型1測試)來測量。每當通過交叉頭位移測量應變時,建議進行依從性校正,儘管不需要。 3400系列測試幀也可以與2型測試的擴展測定法一起使用。
2型測試需要使用應變測量設備或延長計。第一個也是最先進的選項是非接觸式視頻延伸計。 AVE2報告應變,而無需物理地接觸樣品或進入測試空間。下圖所示的第二個選項是自動接觸式延伸計Autox750,它通過最大程度地減少操作員觸點來增加吞吐量。最後,對於不需要高吞吐量的實驗室來說,2630系列夾子延伸計是一種流行的選擇。對於ASTM D790測試,所有三個擴展計必須與2810-403偏轉計。
對於希望增加吞吐量的實驗室,可以對系統設置進行幾次修改。由於D790測試可能很耗時,因此多站6800系列測試機是具有較高吞吐量需求的實驗室的流行選擇。還可以使用全自動測試系統,旨在合併樣品測量,標本加載,測試,應變測量和样品去除。這些系統可以運行幾個小時,而無需任何操作員交互,並由於人為錯誤而有助於降低變異性。
標本
ASTM D790樣品的形狀是矩形,要么是模製,擠出或從板或床單上切割的。 ASTM D790樣品的尺寸取決於材料的厚度,該標準將其定義為標本的深度。厚度大於3.2毫米的材料的寬度與厚度成正比的寬度和跨度。厚度在3.2至1.6毫米之間的板材材料的寬度為12.7毫米,跨度定義為樣品厚度x 16。厚度小於1.6毫米的材料將為50.8 mm x 12.7 mm,支撐跨度為25.4 mm。
電絕緣材料的樣品尺寸根據其標稱厚度具有不同的度量標準。模製材料通常深3.2毫米,寬12.7毫米,長127毫米。他們使用的支撐跨度等於標本深度x16。高強度增強複合材料應具有標準中概述的尺寸,以鼓勵在樣品的外部纖維中失敗。在測試複合材料和其他各向異性材料時,應注意確保僅由於彎曲過程中應計的力而發生故障,並應切割樣品,以確保最強的纖維方向是被測試的纖維方向。
標本測量
必須用符合ASTM D5947的千分尺測量樣品。必須對樣品寬度和厚度進行三個測量,並報告其平均值。 Bluehill Universal中的自動標本測量設備(ASMD)功能允許操作員最多將兩個微米或測量設備連接到計算機,並使它們將測量值直接輸入到軟件中。這消除了輸入錯誤的機會並提高了效率。
彎曲固定裝置
ASTM D790使用了三分彎曲固定裝置。該固定裝置由一個附著在移動的十字頭上的鼻子和一個帶有兩個標本支撐的固定構件或砧座,可以調節以適合標本支撐跨度的距離。除非另有說明,否則鐵砧的表面和鼻子的鼻子應為圓柱形,半徑為5 mm,並且圓柱構件的長度應長於樣品的寬度。
Bend固定裝置包括一些關鍵功能,以提高測試準確性。支撐樑上的刻度長度單元可以準確地定位砧座,並在使用應變設備時易於居中。彎曲固定裝置還帶有可以調整的對準臂以適合樣品的寬度,因為不一致的樣品對準可能會導致結果的重大變化,並且必須採取適當的注意以確保標本對每次測試始終如一地對齊。
標準的最新變化
最新版本的ASTM D790於2017年發布。它與以前的2015E2不同方式不同:以幾種方式:
每E2309更改為1類系統的驗證要求(交叉頭排量)從D類系統更改為B類系統。
2型設備的標準(偏差計和延伸計)從B類更改為B類。
註釋10和附錄XI已添加到標準中,以解釋什麼是合規性校正以及如何應用它。