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标准更新解析| GB/T 1040.1-2018塑料拉伸性能的测定
标准解析
之试验&设备篇
对于GB/T 1040.1-2018，我们曾解读过其术语和定义的更新，原文可
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试样尺寸测量
拉伸应力相关的测试结果直接受试样尺寸的影响，因此试样尺寸的测量精度，接触面尺寸等都需按照标准要求进行。对于试样的尺寸测量，可按ISO 16012或ISO 23529进行。以ISO 16012为例，由于注塑样品会有拔模角，且冷却过程不同造成试样会有凹痕，对于这类样品的宽度和厚度测量，就不能用卡尺，而需要用螺旋测微器。螺旋测微器测头规格为1.5mm≤φ≤6.4mm直径范围的平接触面。螺旋测微器的精度要求如表1所示。
表1 精度要求 （单位：mm）
尺寸范围
精度要求
＜10
±0.02
≥10
±0.1
具体的样品测量要求详见图1。
1-宽度测量 2-厚度测量 3-最小厚度, hmin 4-最大厚度, hmax 5-千分尺测砧
a-千分尺的测头边与样品宽度方向接触位置在距离样品厚度中心线的±0.5mm以内
b-千分尺的测头边与样品厚度方向接触位置在距离样品宽度中心线的±3.5mm以内
图1 注塑样品尺寸测量
为了提高测试效率，减少人为因素导致的错误，建议采用试样尺寸自动测量装置（ASMD,图2）。ASMD可将直接将试样尺寸自动输入到Bluehill软件中，并通过软件计算平均值，无需手动计算和输入数据，减少人为的错误风险。
图2 试样尺寸自动测量装置（ASMD）
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预应力
预应力的作用是在测试数据采集前，给试样施加一定的拉力，避免试样因在夹持时可能受到压缩力而导致的试样弯曲，从而造成应力/应变曲线开始阶段的趾区，进而影响测试结果。根据不同的测试结果要求，有以下规定：
模量测量：预应力为正值
0＜σ0 ≤Et/2 000
这对应着预应变ε0≤0.05%
相关应力测量（如σ* = σy 或 σm）：
0＜σ0 ≤σ*/100
若试样夹持后应力超过以上公式给出的范围，则可用1 mm/min的速度缓慢移动横梁直至试样受力在允许范围内。
以模量为2500MPa，拉伸强度为70MPa为例，综合以上2种测量的要求，预应力不应当超过0.7MPa。反应到软件上的设置，则预加载设置如下：
图 3 预加载设置界面
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试验速度
对于测试速度，有2个变化。一是增加了0.125mm/min，0.25mm/min，0.5mm/min和300mm/min这4个推荐的试验速度。
图4 推荐测试速度
二是在老版标准里，由于拉伸模量和拉伸强度的测试速率不一样，2者的测量需要进行2次测试，即一根样品用于模量测量，一根样品用于强度测量。这样无疑增加了测试时间和样品成本。新的标准里规定，一个试验可采用2种速度，试验中切换速度，需确保速度变化发生在应变不大于0.3%以内。即先采用1mm/min的速度测量拉伸模量，之后在0.25%-0.3%之间切换速度到合适的值。
图5 拉伸速度切换设置
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引伸计
引伸计应符合1级精度要求。由于模量的测量范围在0.05-0.25%之间，1级精度则意味着使用1A类型试样时，75mm标距对应的绝对精度为±1.5μm，如果是QC测试，可采用50mm标距，则绝对精度要求达到±1μm。标距越小，对引伸计的要求越高，见图6a。由于GB/T 1040.1-2018中对小标距试样的引伸计精度要求高，为了测试标准有更好的实用性，所以ISO 527-1:2019提出：对于20mm到50mm之间的较小标距试样，引伸计绝对精度在±1 μm（图6b）就足够了。
a) GB/T 1040.1-2018
b) ISO 527-1:2019
图6 假定精度为1%，不同标距时模量测定的引伸计精度要求
应变测量既可以使用接触式引伸计也可以使用非接触式引伸计。如手动夹持式引伸计（图7a），自动夹持引伸计（图7b）和视频引伸计（图7c）均可满足要求。
图7a 手动夹持式引伸计
弹簧夹设计，夹持方便，适用于各种试样尺寸。内置保护装置可减少引伸计因过度伸长而导致损坏。
平衡测量臂几乎没有重量，因此消除了对被测材料性能的影响。测量臂每次都会自动将其定位到正确的位置和标距，保证测试结果的准确性。
图7b 自动夹持引伸计
图7c 视频引伸计
消除操作人员对应变结果的影响；提高测试结果的一致性和可重复性。通过非接触应变测量，可防止试样过早损坏，从而获得最准确的结果。
需要了解更多详情，请拨打400-820-2006,或浏览英斯特朗官方网站：www.instron.com。
