塑料三點彎曲試驗二三問——ISO 178:2019 回答您（下篇）

撓度的應變源有3種，橫梁位移，橫梁位移經柔量修正後的修正位移，以及直接的應變測量裝置。試驗係統柔量有多種不同的來源，如工裝的變形和鎖緊間隙，傳(chuan) 感器變形，橫梁變形等。當測定彎曲模量時，撓度的精確測量顯得尤為(wei) 重要。ISO 178:2019 根據測試結果的精密度和正確度的要求，定義(yi) 了不同類型的撓度測量及相應的精度要求。如表1所示，與(yu) 彎曲模量相關(guan) 的有III型和IV型。

表1 測試類型和標定要求

通過以上說明，希望能夠清晰解答讀者對彎曲模量測定是否要使用撓度計的問題。同時，也說明不同應變源會(hui) 帶來模量差異。需要注意的是，並不是所有設備在進行柔量修正後都能滿足ISO 9513的2級精度，也就是+/-6.8μm絕對精度（采用推薦試樣尺寸）。

圖1 3400（左）和6800（右）係列 III型三點彎曲試驗

Instron 3400和6800係列電子萬(wan) 能試驗機滿足最新ISO 178塑料彎曲標準中關(guan) 於(yu) 彎曲模量測定的橫梁位移精度要求，在多數情況下，無需額外使用撓度計，這樣可節省每年的標定費用，節約操作和試驗準備時間，減少誤操作的可能。

（1. 視頻引伸計AVE2；2. 全自動引伸計AutoX 750；3. 手動夾持式引伸計）

圖2 撓度杆搭配不同類型引伸計測定IV型彎曲模量

試驗前，試樣不應過分受力。但為(wei) 了避免應力-應變曲線的起始部分出現彎曲，有必要施加預應力。測試模量時的預應力範圍如下：

0＜σ_f0 ≤5×10^-4 E_f

其中，5×10^-4 E_f對應預應變≤0.05%。

即便都在預應力範圍內(nei) ，在做數據對比時，也需要注意采用相同的預應力。我們(men) 來看下圖3，這是同一根試樣在設置不同預應力條件下，彎曲模量結果的顯著變化。高粘彈性和高韌性的材料，如聚乙烯，聚丙烯或濕態聚酰胺的彎曲模量受預應力影響明顯。當您做這類材料測試時，需特別注意。

圖3 不同預應力下的彎曲模量結果

對於(yu) 模量，當您參考ISO 178:2019時，應在應力-應變曲線上ε₁=0.05%和ε₂=0.25%區間內(nei) 采用兩(liang) 點法（弦模量）或線性回歸法（段模量）來計算，而不是楊氏模量。圖4采用了4種不同的模量計算方式，您可以看到結果上的差異。

圖4 不同模量類型的計算結果

如果您在測試中也遇到了一樣的問題，但無從(cong) 下手，不妨跟著本文一步一步排查。

如果您有更多問題，歡迎留言，我們(men) 可以進行更多的探討。如有不足之處，請指正。