ISO 899-2:2003 塑料三点弯曲蠕变试验 —— 试验设备与关键参数设定
1. 试验原理
在规定的环境条件下,对塑料标准矩形试样施加恒定的弯曲载荷,测定试样在三点弯曲加载下的挠度随时间的变化-1-。弯曲蠕变试验的核心参数为温度、载荷、时间三要素。试验的目的是获取材料在恒定弯曲应力下挠度随时间增加的速率,即弯曲蠕变曲线,用于评价材料的长期尺寸稳定性和承载持续性-1-2。如用于工程设计目的,则须在较大范围的应力、时间和环境条件下对塑料材料进行试验-1-2。
2. 蠕变试验机要求
蠕变试验机由加载系统、夹具系统、环境控制系统和测量系统四部分组成。加载系统须能在整个试验期间(数小时至数千小时)保持施加的载荷恒定,载荷波动不超过±1%。加载系统须配备缓冲装置,施加载荷时无冲击。
3. 三点弯曲夹具要求
三点弯曲夹具由两个支座和一个加载压头组成。试样两端自由支撑于支座上,加载压头在跨距中点施加弯曲载荷-1-。支座和压头的半径须符合ISO 178的规定,支座半径5.0 mm±0.1 mm,加载压头半径5.0 mm±0.1 mm。支座跨距与试样厚度之比(跨厚比)通常为16:1。加载压头中心线须与两支座的中点对齐,偏差控制在±0.5 mm以内。
4. 环境控制系统
试验应在与状态调节相同的环境条件下进行。试验箱须具备温度和湿度控制功能,温度波动±2℃以内,湿度波动±5%以内-1-2。如需进行高温或高湿蠕变试验,试验箱须能在设定条件下长期稳定运行。试验环境条件对弯曲蠕变结果有显著影响,须严格控制-1-2。
5. 挠度测量系统
须使用位移传感器测量试样跨中挠度变化。工程设计用数据须使用引伸计或高精度位移传感器进行测量-1-2。传感器测量精度±0.001 mm。传感器须与试样表面可靠接触,不产生滑移,不影响试样自由变形。位移传感器应安装在加载压头下方或试样跨中位置。
对于研究或质量控制用数据,可通过夹具间位移(横梁位移)计算标称挠度,但精度低于直接测量法-1-2。
6. 载荷选择
试验载荷应根据材料的预期应用确定。初始弯曲应力值可参照材料的弯曲强度或蠕变极限确定。典型做法:以ISO 178测得的弯曲强度为基准,选择其20%~80% 范围内的若干应力水平-1。应力水平一般选择3~5个等级,以绘制完整的弯曲蠕变曲线族。初始挠度可通过模量换算得出初始载荷。
7. 时间设定与数据采集频率
蠕变试验持续时间根据材料和应用需求确定,通常可在1 h、10 h、100 h、1000 h等对数时间节点读取数据-1。时间测量准确度须在±2 s以内。数据采集频率:试验初期(前1 h内)挠度变化较快,采集频率宜较高(如每分钟1次);试验中后期挠度变化趋于平缓,可适当降低采集频率(如每小时1次或按对数时间间隔采集)。
8. 记录信息
报告须记载:蠕变试验机型号与校准状态、加载系统类型(砝码/伺服液压/气动)、三点弯曲夹具规格(支座半径、压头半径、跨距mm)、位移传感器型号与精度(mm)、环境箱型号与控制精度(℃、%RH)、试验温度(℃)、相对湿度(%)、施加弯曲应力水平(MPa)或载荷(N)、预期试验持续时间(h)、数据采集频率。
广化测评(广州合成材料研究院有限公司)




