塑料三点弯曲试验二三问——ISO 178:2019 回答(dá)您（下篇）

挠度的应变源有(yǒu)3种，横梁位移，横梁位移经柔量修正后的修正位移，以及直接的应变测量装(zhuāng)置。试验系统柔量有(yǒu)多(duō)种不同的来源，如工(gōng)装(zhuāng)的变形和锁紧间隙，传感器变形，横梁变形等。当测定弯曲模量时，挠度的精(jīng)确测量显得尤為(wèi)重要。ISO 178:2019 根据测试结果的精(jīng)密度和正确度的要求，定义了不同类型的挠度测量及相应的精(jīng)度要求。如表1所示，与弯曲模量相关的有(yǒu)III型和IV型。

表1 测试类型和标定要求

通过以上说明，希望能(néng)够清晰解答(dá)读者对弯曲模量测定是否要使用(yòng)挠度计的问题。同时，也说明不同应变源会带来模量差异。需要注意的是，并不是所有(yǒu)设备在进行柔量修正后都能(néng)满足ISO 9513的2级精(jīng)度，也就是+/-6.8μm绝对精(jīng)度（采用(yòng)推荐试样尺寸）。

图1 3400（左）和6800（右）系列 III型三点弯曲试验

Instron 3400和6800系列電(diàn)子万能(néng)试验机满足最新(xīn)ISO 178塑料弯曲标准中(zhōng)关于弯曲模量测定的横梁位移精(jīng)度要求，在多(duō)数情况下，无需额外使用(yòng)挠度计，这样可(kě)节省每年的标定费用(yòng)，节约操作(zuò)和试验准备时间，减少误操作(zuò)的可(kě)能(néng)。

（1. 视频引伸计AVE2；2. 全自动引伸计AutoX 750；3. 手动夹持式引伸计）

图2 挠度杆搭配不同类型引伸计测定IV型弯曲模量

试验前，试样不应过分(fēn)受力。但為(wèi)了避免应力-应变曲線(xiàn)的起始部分(fēn)出现弯曲，有(yǒu)必要施加预应力。测试模量时的预应力范围如下：

0＜σ_f0 ≤5×10^-4 E_f

其中(zhōng)，5×10^-4 E_f对应预应变≤0.05%。

即便都在预应力范围内，在做数据对比时，也需要注意采用(yòng)相同的预应力。我们来看下图3，这是同一根试样在设置不同预应力条件下，弯曲模量结果的显著变化。高粘弹性和高韧性的材料，如聚乙烯，聚丙烯或湿态聚酰胺的弯曲模量受预应力影响明显。当您做这类材料测试时，需特别注意。

图3 不同预应力下的弯曲模量结果

对于模量，当您参考ISO 178:2019时，应在应力-应变曲線(xiàn)上ε₁=0.05%和ε₂=0.25%區(qū)间内采用(yòng)两点法（弦模量）或線(xiàn)性回归法（段模量）来计算，而不是杨氏模量。图4采用(yòng)了4种不同的模量计算方式，您可(kě)以看到结果上的差异。

图4 不同模量类型的计算结果

如果您在测试中(zhōng)也遇到了一样的问题，但无从下手，不妨跟着本文(wén)一步一步排查。

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