ISO-178-2010塑料——弯曲性能的测定

ISO178-2010

塑料——弯曲性能的测定

1．范围

1.1本国际标准规定了在特定条件下测定硬质（见3.12）和半硬质塑料弯曲性能的方法。规

定了标准试样尺寸，同时对适合使用的替代试样也提供了尺寸参数。规定了试验速度范围。

1.2本标准用于在规定条件下研究试样弯曲特性，测定弯曲强度、弯曲模量和其他弯曲应力

/应变关系。本标准适用于两端自由支撑、中央加荷的试验（三点加载测试）。

1.3本标准适用于下列材料：

——热塑性模塑、挤出铸造材料，包括填充和增强复合物；硬质热塑性板材；

——热固性模塑材料，包括填充和增强复合物；热固性板材。

与ISO10350-1[5]和ISO10350-2[6]一致，本国际标准适用于测试以长度≤7.5mm纤维增强的复合物。对于纤维长度>7.5mm的长纤维增强材料（层压材料）的测试，见ISO14125[7]。

本标准通常不适用于硬质多孔材料和含有多孔材料的夹层结构材料。对这些材料的测试，可采用ISO1209-1[3]和/或ISO1209-2[4]。

注：对于某些纺织纤维增强的塑料，最好采用四点弯曲试验，见ISO14125。

1.4本方法中所用的试样可以是选定尺寸的模塑试样，用标准多用途试样中部机加工的试样

（见ISO20753），或者从成品或半成品入模塑件、挤出或浇铸板材经机加工的试样。1.5本标准推荐了最佳试样尺寸。用不同尺寸或不同条件制备的试样进行试验，其结果是不

可比较的。其他因素，如试验速度和试样的状态调节也会影响试验结果。

注：尤其是半结晶聚合物，由模塑条件决定的样品表层厚度会影响弯曲性能。

1.6本方法不适用于确定产品设计参数，但可用于材料测试和质量控制测试。

1.7对于表现出非线性应力/应变特性的材料，其弯曲性能只为公称值。给出的计算公式都

基于应力/应变为线性的假设，且对样品挠度小于厚度的情况下有效。使用推荐的试样尺寸（80mm X10mm X4mm），在传统的3.5%弯曲应变和跨距与厚度比L/h为16的情况下，挠度为1.5h。相比于非常柔软的和延性材料，弯曲测试更合适于测试具有较小断裂挠度的坚硬材料和脆性材料。

1.8与本国际标准的之前版本相反，本版本包含了方法A和方法B两个方法。方法A与本

国际标准的之前版本中的方法一致，即在试验中使用1%/min的变形速度。方法B使用两个不同的变形速度：弯曲模量测试中选用1%/min的速度，测量弯曲应力-应变曲线的剩余部分依材料延展性的不同而选用5%/min或50%/min的形变速度。

2．规范性引用文件

本文件中引用了以下的文件。对于标示日期的引用文件，只有引用的版本有效。对于未标示日期的文献，其最新版（包括任何修正）适用于本标准。

ISO291，塑料——状态调节与测试标准环境

ISO293，塑料——热塑性材料的压塑试样

ISO294-1：1996，塑料——热塑性材料注塑试样——第1部分：一般原理及多用途和长条试样的模塑成型。

ISO295，塑料——热固性材料的压塑试样

ISO2602，测试结果的统计处理和解释——均值估计——置信区间

ISO2818，塑料——机械加工制备试样

ISO7500-1，金属材料——静态单轴测试仪器验证——第1部分：张力/压缩测试机器——力测量系统的验证和校准

ISO9513，金属材料——单轴测试伸长计校正

ISO10724-1，塑料——热固性粉末模塑复合物试样的注射模塑成型——第1部分：一般原则和多用途试样的模塑成型

ISO16012，塑料——试样线性尺寸的测定

ISO20753，塑料——试样

ISO23529，橡胶——物理实验方法试样的准备和状态调节的通用步骤

2术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1试验速度，v

支座与压头之间的相对移动的速率。单位为mm/min。

3.2弯曲应力σf

试样跨度中心外表面的正应力，MPa。

注：使用9.1中公式（5）计算。

3.3断裂弯曲应力σfB

试样断裂时的弯曲应力（见图1中的曲线a和曲线b），MPa。

3.4弯曲强度σfM

试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力（见图1中曲线a和曲线b），MPa。

3.5在规定挠度时的弯曲应力σfC

达到3.7规定的挠度S c时的弯曲应力（见图1中的曲线c），MPa。

3.6挠度s

在弯曲过程中，试样跨距中心的顶面或底面偏离原始位置的距离，mm。

3.7规定挠度s c

试样厚度h的1.5倍，mm。

注：使用L=16h的跨度，规定挠度相当于弯曲应变为3.5%。

3.8弯曲应变εf

试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比或百分数（%）表示。

注：使用9.2中的公式（6）和（7）计算。

曲线a——试样在屈服前断裂；

曲线b——试样在规定挠度s c前显示最大值后断裂；

曲线c——试样在规定挠度s c前既不屈服也不断裂。

图1弯曲应力σf随弯曲应变εf和挠度s变化的典型曲线

3.9断裂弯曲应变εfB

试样断裂时的弯曲应变（见图1中的曲线a和曲线b），用无量纲的比或百分数（%）表示。

3.10弯曲强度下的弯曲应变εfM

最大弯曲应力时的弯曲应变（见图1中曲线a和曲线b），用无量纲的比或百分数（%）表示。

3.11弯曲弹性模量或弯曲模量E f

应力差σf2–σf1与对应的应变差（εf2=0.0025）-（εf1=0.0005）之比（见9.3，式（9））。MPa。注2：弯曲模量仅是杨氏弹性模量的近似值。

3.12硬质塑料

弯曲弹性模量或拉伸弹性模量（弯曲弹性模量不适用时）大于700MPa的塑料。[ISO472[1]] 3.13试样支撑点间的跨距L

试样与支架接触点间的距离（见图2）。单位为mm。

3.14弯曲应变率r

试验中弯曲应变增加比率。由秒的倒数（s-1）或百分比每秒（%·s-1）描述。

4原理

把试样支撑成横梁，使其在跨度中心以恒定速度弯曲，直到试样断裂或应力达到最大值的5%（见3.8）。在这个过程中，记录对试样施加的力及试样中间跨度处相应的挠度。

5试验机

5.1概述

试验机应符合ISO7500-1和ISO9513及本标准中5.2至5.4的要求。

5.2试验速度

试验机应可以实现表1中所规定的试验速度。

表1建议的试验速度，v

5.3支座和压头

两个支座和中心压头的位置应按图2所示安排。支座和压头之间的平行度偏差应在±0.2 mm之内。

压头半径R1和支座半径R2尺寸如下：

R1=5.0mm±0.2mm；

试样厚度≤3mm时，R2=2.0mm±0.2mm；

试样厚度>3mm时，R2=5.0mm±0.2mm。

跨距L应为可调的。