ASTM D790的权威指南
ASTM D790是一种测试方法,用于确定增强和未增强塑料,高量子复合材料和电绝缘材料的弯曲(弯曲)特性。本指南旨在向您介绍ASTM D790挠曲测试的基本元素,并将概述测试设备,软件和标本。但是,任何计划进行ASTM D790测试的人都不应将本指南视为阅读完整标准的足够替代品。
ASTM D790是旨在测量塑料弯曲特性的几项测试之一。它不是为了测量拉伸性能,需要量化塑料材料的拉伸性能的任何人应指ASTM D638。请注意,此标准并非旨在确定在5%压力内未破坏或产量的材料的弯曲强度。根据ASTM D6272,此类材料可能更适合4点弯曲测试。
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ASTM D790和ISO 178之间的差异
ASTM D790与ISO 178非常相似,尽管它在几个关键点上有所不同:
ISO 178需要使用偏差计或合规性校正以确定模量。在ASTM D790中,这只是一个建议,模量可以单独通过交叉位移来计算。
首选的样品尺寸不同,并且由于测试速度取决于样品深度,因此标准之间的测试速度可能会有所不同。 ASTM D790样品的首选深度为3.2 mm。 ISO 178样品的首选深度为4 mm。
ASTM D790仅允许一个测试速度,而ISO 178允许测量模量后使用第二个(更快)的测试速度。

ASTM D790在弯曲应变或偏转下测量材料的弯曲性能。该测试是在通用测试系统上使用三分弯曲灯具以与试样深度成正比的速率进行的。 ASTM D790测试用于确定以下机械性能:
切线模量:也称为弯曲模量,这是负载偏转曲线的初始线性部分的斜率,是对材料刚度的测量。
SECANT模量:负载偏转曲线上原点和预定点之间的斜率。
和弦模量:负载偏转曲线上两个预定点之间的斜率。
弯曲强度:弯曲测试期间获得的最大弯曲应力。
断裂时弯曲应力:弯曲测试期间试样断裂的弯曲应力。对于某些材料,样品在屈服点之前断裂,在这种情况下,弯曲强度等于断裂时的弯曲应力。

ASTM D790描述了针对不同类型材料的两种不同的测试程序。过程A(首选方法)采用0.01 mm/mm/min的应变速率。过程B采用0.10 mm/mm/min的应变速率,适用于以较低速率测试时可能不会在5%应变下破裂的材料。 ASTM D790允许分别从交叉头位移或分别称为类型1和2型测试的延期计的读数进行应变测量。
ASTM D790所需的测试速度表示是试样支撑跨度,标本深度和应变速率的函数。 BlueHill®Universal的表达构建器允许用户输入测试速度作为功能而不是静态数字。测试操作员进入样品测量值后,软件将根据方程式自动修改测试速度。
ASTM D790测试可以在带有各种配件的桌面或地板模型通用测试机上进行,可以配置以优化测试。由于每个实验室都有不同的需求,因此可以使用几种不同的系统配置。
样本基本配置可以在下面看到。该测试设置包括一个3400系列测试系统,该系统具有3分弯曲固定仪,无延伸度计,这意味着在这种情况下的应变必须通过交叉头排量(类型1测试)来测量。每当通过交叉头位移测量应变时,建议进行依从性校正,尽管不需要。 3400系列测试帧也可以与2型测试的扩展测定法一起使用。
2型测试需要使用应变测量设备或延长计。第一个也是最先进的选项是非接触式视频延伸计。 AVE2报告应变,而无需物理地接触样品或进入测试空间。下图所示的第二个选项是自动接触式延伸计Autox750,它通过最大程度地减少操作员触点来增加吞吐量。最后,对于不需要高吞吐量的实验室来说,2630系列夹子延伸计是一种流行的选择。对于ASTM D790测试,所有三个扩展计必须与2810-403偏转计。
对于希望增加吞吐量的实验室,可以对系统设置进行几次修改。由于D790测试可能很耗时,因此多站6800系列测试机是具有较高吞吐量需求的实验室的流行选择。还可以使用全自动测试系统,旨在合并样品测量,标本加载,测试,应变测量和样品去除。这些系统可以运行几个小时,而无需任何操作员交互,并由于人为错误而有助于降低变异性。

标本
ASTM D790样品的形状是矩形,要么是模制,挤出或从板或床单上切割的。 ASTM D790样品的尺寸取决于材料的厚度,该标准将其定义为标本的深度。厚度大于3.2毫米的材料的宽度与厚度成正比的宽度和跨度。厚度在3.2至1.6毫米之间的板材材料的宽度为12.7毫米,跨度定义为样品厚度x 16。厚度小于1.6毫米的材料将为50.8 mm x 12.7 mm,支撑跨度为25.4 mm。
电绝缘材料的样品尺寸根据其标称厚度具有不同的度量标准。模制材料通常深3.2毫米,宽12.7毫米,长127毫米。他们使用的支撑跨度等于标本深度x16。高强度增强复合材料应具有标准中概述的尺寸,以鼓励在样品的外部纤维中失败。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应计的力而发生故障,并应切割样品,以确保最强的纤维方向是被测试的纤维方向。
标本测量
必须用符合ASTM D5947的千分尺测量样品。必须对样品宽度和厚度进行三个测量,并报告其平均值。 Bluehill Universal中的自动标本测量设备(ASMD)功能允许操作员最多将两个微米或测量设备连接到计算机,并使它们将测量值直接输入到软件中。这消除了输入错误的机会并提高了效率。
弯曲固定装置
ASTM D790使用了三分弯曲固定装置。该固定装置由一个附着在移动的十字头上的鼻子和一个带有两个标本支撑的固定构件或砧座,可以调节以适合标本支撑跨度的距离。除非另有说明,否则铁砧的表面和鼻子的鼻子应为圆柱形,半径为5 mm,并且圆柱构件的长度应长于样品的宽度。
Bend固定装置包括一些关键功能,以提高测试准确性。支撑梁上的刻度长度单元可以准确地定位砧座,并在使用应变设备时易于居中。弯曲固定装置还带有可以调整的对准臂以适合样品的宽度,因为不一致的样品对准可能会导致结果的重大变化,并且必须采取适当的注意以确保标本对每次测试始终如一地对齐。

标准的最新变化
最新版本的ASTM D790于2017年发布。它与以前的2015E2不同方式不同:以几种方式:
每E2309更改为1类系统的验证要求(交叉头排量)从D类系统更改为B类系统。
2型设备的标准(偏差计和延伸计)从B类更改为B类。
注释10和附录XI已添加到标准中,以解释什么是合规性校正以及如何应用它。