塑料 斷裂韌性的測定 J-R曲線法 征求意見稿

1塑料斷裂韌性的測定J-R曲線法本方法適用于塑性和半塑性聚合物及其共混物，但不適用于無法區(qū)分裂紋前緣與裂紋尖端塑性變注：通過本方法生成的J-R曲線，可用于表征無法通過GB/T4193GB/T16825.1金屬材料靜態(tài)單軸試驗機的校準和驗證ASTMD6068測定塑料材料J-R曲線的標準試驗方法J積分J-IntegralJ圍繞裂紋前緣從一個裂紋表面到另一個裂紋表面的路徑上的曲線積分或曲面積分，用于表征裂紋J-R曲線J-RcurveBN2BW初始未裂韌帶originaluncrackedlp?ap=ap?a0S3Ufα注：見圖8。ηel,ηpl注：見8.2.4。3.2符號UT總能量，以焦耳(J)el擴展裂紋所需的校正后能量U的彈性部分，以焦耳(J)為單位Upl擴展裂紋所需的校正后能量U的塑性部分，以焦耳(J)為單位fel位移的彈性部分，以毫米(mm)為單位fpl位移的塑性部分，以毫米(mm)為單位本方法描述了使用多試樣法測定聚合物材料J-R曲線的技術，在J控制裂紋擴展條件下以J積分對裂4彎曲試樣獲得的J-R曲線可作為從緊湊拉伸試樣獲得的J-R宜使用尺寸盡可能大的具有代表性微觀結構的樣品。隨著試樣厚度的增加，J-R曲線傾向于表現(xiàn)出試驗速度(mm/min)允差(%)0.125±200.250.512520±105020030050055.2位移傳感器記錄試驗過程中的位移。在所選試驗速度下，位移傳感器不應有慣性滯后，其測量精度應不低于6.1通則6推薦使用可得到的最大尺寸試樣進行測試，以獲得裂紋擴展量范圍更大的J-R曲線和裂紋擴展阻力試樣寬度W成正比（見圖2和圖3試樣寬度的最小值W=25mm（滿足9.2的要求）。制備無缺口試樣B——厚度w/4≤B≤w/2，優(yōu)選厚度B=w/2；a0——裂紋長度0.45w≤a0≤0.55w。l——長度l=1.2w±0.01w；7可在試樣上開側槽以使裂紋前緣更加筆直。側槽的深度應相等，夾角為45°±5°,底部半徑為0.25mm±0.05mm。側槽導致的試樣總厚度減少不必超過0.20B。6.3試樣制備8本試驗步驟的目的是得到一條由多個裂紋擴展量△ap及其對應的J積分構成的J-R曲線（見9.2）。在多試樣法中，每個試樣都提供J-R曲線上的一個點。通過控制橫梁或引伸計的位移將一系列試樣加載至），進行單獨的壓痕測量以校正非斷裂相關的能量耗散，然后根據(jù)斷裂壓痕校正能量計算得到J值。經(jīng)過上述步驟，每個試樣提供一組J-△ap值用于繪制J-R曲線。7.3狀態(tài)調節(jié)7.5試樣數(shù)量至少使用7個試樣生成用于指數(shù)方程擬合的數(shù)據(jù)點。所有試樣都應被機加工成制裂紋長度應一致，以使載荷-位移曲線的初始部分盡可將每個試樣加載至預定的位移，以產(chǎn)生在J-R曲線的期望位7.7裂紋長度和裂紋擴展長度測量9?ap=ap?a0······················································(1)b——初始裂紋長度（a07.8壓痕校正加載試樣到比所有裂紋擴展試驗中的最大載荷至少大10%的載荷，記錄載荷-位移曲線。對于所有注：對于SENB試樣，無缺口試樣的長度可以更短（最小值為2W）。通過對壓痕試驗的載荷-位移曲線（F-f）積分得到每個裂紋痕試驗的載荷-位移曲線上對應于該裂紋擴展試驗中最8.2J積分的計算將總能量UT分解為兩部分（見圖8）UTpl——塑性能；fel——彈性位移；fpl——塑性位移；fC——最大位移；C——最大值點；F——(kN)；f——(mm)。圖8J積分和能量計算示意圖Uel=U×······················································Upl=U×······················································注：如果試驗機配備了可進行壓痕校正的軟件，可以不使用式（3）和（4）而直接分解能量U。用U代替UT，f代替8.2.4計算J積分J=ηel×+ηpl×··························附錄A中給出了兩種試樣的ηel,SENB、ηel,CT和ηpl的值。9結果有效性9.2J-R曲線的構造Y——斷裂阻力，J(kJ/m2)；J=C1?a2························································(6)a)注明引用本文件，即GB/TXXXXX-XXXX；b)受試材料的完整標識；c)試樣形狀（SENB或CT）和公稱尺寸；對于這部分精密度的說明見附錄A。11.2能量分解紋擴展（耗散能量，對應于Upl）可能表現(xiàn)出不同形狀函數(shù)、裂紋前緣的標記和識別、精密度說明及推薦的試驗A.1形狀函數(shù)A.2裂紋前緣的標記和識別為將裂紋擴展試驗加載期間出現(xiàn)的穩(wěn)定裂紋擴展與打斷試樣以暴露斷裂表面時出現(xiàn)的裂紋擴展區(qū)合適的染料（例如用酒精從可在塑料上標記的記使用光學顯微鏡或掃描電子顯微鏡識別穩(wěn)定裂紋擴展區(qū)域的末端（光學顯微鏡的最佳放大倍數(shù)為20至40倍）。此外，可以在顯微鏡上使用斜射照明來照亮斷裂表面。穩(wěn)定裂紋擴展區(qū)域的末端通常由刀片產(chǎn)生或自然產(chǎn)生A.3精密度說明A.3.1通則第一次實驗室間比對于2011年進行，對PE-HD擠塑材料進行了試驗。本次實驗室間比對顯示J積分2013年的實驗室間比對包括一種PE-HD擠塑材料和一種PP-H擠塑材料，來自三個國家的三個實驗A.3.2統(tǒng)計學評估注意——由于實驗室和材料數(shù)量有限，以下對r的解釋只是為了給出考慮該試驗方法的近似精密度重復性：如果由同一個實驗室得出的兩個試驗結果的差大于該材料的r值，則應判斷這兩個值不等價。R間隔表示了同一材料的兩個試驗結果之間的臨界差材料nΔammrRPE-HD1I.0.2220.00320.040.0820.1820.018030.1100.03331IV1.4930.11560.320.5221.2660.109830.8700.0178PP-H1I.0.1450.00670.070.1320.1470.034630.0750.02011IV.1.7581.00430.530.8921.1680.127030.7780.2371△a——平均值r——實驗室內(nèi)標準偏差A.4推薦的試驗報告表格試驗日期:標準試驗日期:標準:試驗溫度(°C）:相對濕度（%）:組織:樣品名稱:材料:批次:預制裂紋方法:–原始缺口:–裂紋:試驗速度（mm/min）:試樣編號1234567尺寸B（mm）試樣類型SENB或CTBN（mm）W（mm）最大位移（mm）最大載荷斜率UTUTplUiUa0（mm）a0(B/4)a0(B/2)a0(3B/4)a0平均值（mm）是/否b0（mm）Δamax（mm）ap（mm）ap1ap2ap3ap4ap5Δap平均值（mm）檢驗(api-a0)是/否檢驗Δap是/否J積分值（kJm-2）檢驗J-R曲線的數(shù)據(jù)點間隔要求試驗日期:標準:試驗溫度試驗日期:標準:試驗溫度(°C）:相對濕度（%）:檢驗各區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)點的數(shù)量是/否滿足數(shù)據(jù)點間隔要求?是/否2,≥2是/否3,≥1是/否4,≥1是/否C1C2檢驗C2是/否組織:樣品名稱:材料:批次:試樣編號1234567試樣類型SENB或CT最大載荷NJUi,SENBJ[1]ISO178,Plastics—Determinationofflexural[2]ASTMD6068,StandardTestMethodforDeterminingJ-RC