(高清版)GBT 40919-2021 管道系統(tǒng)用聚乙烯材料 與慢速裂紋增長相關(guān)的應(yīng)變硬化模量的測定

管道系統(tǒng)用聚乙烯材料與慢速裂紋增長相關(guān)的應(yīng)變硬化模量的測定國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I Ⅲ 1 1 1 3 35.1拉力試驗(yàn)機(jī) 35.2試樣厚度和寬度測量工具 3 3 46.1試樣尺寸 46.2試樣制備 4 5 59試驗(yàn)報(bào)告 6附錄A(資料性)Neo-Hookean模型 7參考文獻(xiàn) 9Ⅲ—GB/T1040.1—2018塑料拉伸性能的測定第1部分：總則(ISO527-1:2012,IDT);-—GB/T12160—2019金屬材料單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)系統(tǒng)的標(biāo)定(ISO9513:2012,IDT)。GB/T40919—2021/ISO18488:1本文件給出了通過測定壓塑試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線從而獲得應(yīng)變硬化模量的方法。本文件詳細(xì)規(guī)定下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不ISO7500-1金屬材料靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)第1部分：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)(Metallicmaterials—Calibrationverificationofstaticuniaxialtestingmachines—Part1:Tension/compressiontestingmachines—CalibrationandveISO9513金屬材料單軸試驗(yàn)中引伸計(jì)系統(tǒng)的校準(zhǔn)(Metallicmaterials—Calibrationofexten-sometersystemsusedinuniaxialteh2GB/T40919—2021/ISO18488:b7lσ屈服應(yīng)力stressatyieldEλ3Neo-Hookean本構(gòu)模型在拉伸比為8到應(yīng)力最大值之間曲線的斜率，且拉伸比最大值不超過12。符合ISO7500-1中1類定義。傳感器應(yīng)能對0.30mm和1.0mm厚度樣品分別進(jìn)行載荷40N和符合ISO9513中1類定義。橫梁位移不應(yīng)用于測量應(yīng)變。對于0.30mm厚的試樣，應(yīng)首選非接裁刀裁切的樣品尺寸應(yīng)符合6.1要求。46試樣試樣幾何尺寸如圖1和表1所示。為避免試樣在夾具內(nèi)發(fā)生滑移，夾持時(shí)應(yīng)保持較大的夾持面積，夾具之間的初始距離(L)標(biāo)距長度(1?)窄平行部分長度(l?)夾區(qū)的平行部位間距(l?)總長度最小值(l?)半徑(R?)半徑(R?)窄平行部分寬度(b?)末端寬度(b?)厚度(h)0.30±8.8或1.0±0.1更大的總長度可以確保只有寬的末端處與夾具接觸，從而避免“根據(jù)表2給定壓塑條件，將聚乙烯顆粒壓塑成0.30mm或1.0mm厚度試片。仲裁時(shí)應(yīng)選擇壓塑5表2試片壓塑條件厚度℃預(yù)熱時(shí)間全壓壓力全壓時(shí)間5脫模溫度小于40℃。h預(yù)熱壓力為接觸壓力。壓塑成型后，在(120±2)℃的烘箱中恒溫保持1h,關(guān)掉加熱開關(guān)，以不超過2℃/min的平均冷卻速率緩慢冷卻至室溫，完成試片的退火。此過程中試片應(yīng)能自由移動(dòng)。應(yīng)使用規(guī)定幾何形狀(見6.1)的裁刀從壓塑的試片上沖裁出5個(gè)試樣。沖裁應(yīng)確保樣品無變形、裂紋或其他任何影響試驗(yàn)結(jié)果的缺陷。試樣的厚度應(yīng)在試樣窄平行部分測量3次，取小值進(jìn)行計(jì)算(見8章)。距試樣中點(diǎn)等距離做標(biāo)距記號，兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離為lo。7試驗(yàn)步驟——測量每個(gè)測試試樣寬度(b)與厚度(h)的精確尺寸，分別精確至0.01mm與0.005mm?！獪y試前，試樣應(yīng)在(80±1)℃下進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，時(shí)間不少于30min?！獙y試試樣夾在上夾具中，選擇合適的夾具避免其損壞和滑移?！P(guān)閉溫度箱門?！?dāng)溫度到達(dá)(80±1)℃,用下夾具夾住測試試樣。 在施加載荷開始測試前，試樣在夾具間保持至少1min。——在測試過程中記錄試樣的伸長率與載荷。 以恒定速率20mm/min拉伸試樣，采集λ=8.0至λ=12.0或至試樣斷裂范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。如果試樣在λ=8.5之前斷裂，舍棄試樣。至少應(yīng)測試5個(gè)試樣。如發(fā)生夾具滑脫，則應(yīng)舍棄本次測試結(jié)果并重新進(jìn)行測試。8數(shù)據(jù)分析拉伸比λ由長度l和標(biāo)距l(xiāng)。按式(1)計(jì)算?！鱨——兩端標(biāo)記處之間的樣品長度增加量。真應(yīng)力σrue按式(2)計(jì)算，式(2)是在標(biāo)距之間試樣體積守恒的假設(shè)下導(dǎo)出。 (2)6Neo-Hookean本構(gòu)模型如式(3)所示，用來擬合和外推得到擬合曲線。<Gp>(MPa)由8<λ<12之C——-一種描述屈服應(yīng)力擬合到λ=1時(shí)的Neo-Hookean本構(gòu)模型的數(shù)學(xué)參數(shù)。g)所有試樣的屈服應(yīng)力平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差；j)試驗(yàn)溫度及溫度變化；7(資料性)Kramer與Brown研究了分子纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)的重要作用，其效應(yīng)體現(xiàn)為應(yīng)變硬化行為。研究認(rèn)為，在拉伸試驗(yàn)中的應(yīng)變硬化的程度可以作為纖維抗變形能力的一種度量。應(yīng)變硬化模量是由在自然拉伸比之上，特別是在升高的溫度(80℃)下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(見圖A.1)得到。為此，采用聚乙烯的α-轉(zhuǎn)變溫度來確定該測試的條件。采用Neo-Hookean模型來計(jì)算得到應(yīng)變硬化模量<Gp>(見8章)。λλ圖A.1應(yīng)力-應(yīng)變曲線Neo-Hookean模型根據(jù)式(A.1)采用簡單的線性回歸。斜率根據(jù)式(A.2)計(jì)算。用應(yīng)變硬化參數(shù)表示的Neo-Hookean本構(gòu)模型見式(A.3)。Gp——λ取值8～12之間曲線的斜率。是Neo-Hookean本構(gòu)模型應(yīng)變的計(jì)算值。8取[1]ISO37Rubber,vulcanizedorthermoplastic—Determin[2]ISO16241Notchtensiletesttomeasurethe[3]BROWNH.R.Amolecularinterpretationofthetoughnessofglassypolymers.Macromole-[4]DEBLIECKR.,VANBEEKD.J.M.,REMERIEpolyolefines:Theroleofcrazing,shearyieldingandtheentanglementnet[5]HAVERMANSL.,DEBLIECKR.,MCCARTHYM.,KLOTHR.,KUREelegantandfastmethodtopredicttheslmaterials,PlasticspipesXVConfe[6]HUIC.Y.,RUINAA.,CRETONC.,KRAMERE.J.Micromechanicsofccrazeinapolymerglass.Macromolecules[7]KRAMERE.J.Microscopicandmolecularfundamentpp.1-56[8]KURELECL.,TEEUWENM.,SCHOFFELEERSH.,DE