2015玻璃纖維管軸向拉伸性能標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

1、玻璃纖維管軸向拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法1、 范圍1.1 本標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了玻璃纖維管在特定條件下軸向拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)，包括預(yù)處理、溫度和試驗(yàn)速度。熱固性玻璃纖維增強(qiáng)樹脂管和玻璃纖維增強(qiáng)聚合物砂漿管都屬于玻璃纖維管。注1 基于本標(biāo)準(zhǔn)的目的，聚合物不包括天然高分子。1.2 本實(shí)驗(yàn)方法只適用于直徑小于或等于6in（150mm）的管子。如果有合適的儀器，也可用于測(cè)試較大直徑的管子。1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用英制單位并作為標(biāo)準(zhǔn)。括號(hào)中的內(nèi)容只用于提供信息。1.4 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了部分與它的應(yīng)用有關(guān)的安全問(wèn)題，但不全面。使用本標(biāo)準(zhǔn)的人們有責(zé)任建立適當(dāng)?shù)陌踩徒】狄?guī)范，并確定其局限性。注2ISO中沒(méi)有與之相等的標(biāo)準(zhǔn)。2、 參考

2、文獻(xiàn)2.1 ASTM標(biāo)準(zhǔn) C33 骨料混凝土規(guī)范 D618 塑料材料的試驗(yàn)方法 D638 塑料拉伸性能測(cè)試方法 D638M 塑料拉伸性能標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法（米制） D883 與塑料相關(guān)的術(shù)語(yǔ) D1600 塑料相關(guān)術(shù)語(yǔ)的縮寫 D3567 玻璃纖維（玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂）管和管件的尺寸的測(cè)量方法 E4 試驗(yàn)機(jī)器的的力學(xué)校正方法 E83 計(jì)量系統(tǒng)的校正和分類方法 F412 塑料管道系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)3、 術(shù)語(yǔ)3.1概述若沒(méi)有其它說(shuō)明，定義均依據(jù)D883和F412中相關(guān)術(shù)語(yǔ)的規(guī)定，縮寫按照D1600中的規(guī)定。3.2 其它關(guān)于塑料拉伸試驗(yàn)詞條的定義和符號(hào)在試驗(yàn)方法D638和D638M的附錄中標(biāo)明。3.3 本標(biāo)準(zhǔn)

3、專用術(shù)語(yǔ)的定義3.3.1 骨料一種符合說(shuō)明C33的硅土沙，應(yīng)用于漸變需要的除外。3.3.2 樹脂層的外表面涂抹在管子結(jié)構(gòu)層外表面的樹脂層，包括有填料的，無(wú)填料的，增強(qiáng)的或未增強(qiáng)的。3.3.3 玻璃纖維管玻璃纖維嵌入樹脂固化或纏繞在樹脂外層固化的管狀產(chǎn)品，這種混合結(jié)構(gòu)可能含有骨料、顆粒狀或?qū)訝钐盍稀⒂|變劑、顏料或染料；也可能含有熱塑性或熱固性的內(nèi)襯層。3.3.4 內(nèi)襯壁內(nèi)層的厚度最小為0.005in（0.13mm），如9.1.2所述，根據(jù)流體力學(xué)，內(nèi)襯層不提供強(qiáng)度。3.3.5 增強(qiáng)聚合物砂漿管（RPMP）含有骨料的玻璃纖維管。3.3.6 增強(qiáng)熱固性樹脂管（RTRP）沒(méi)有骨料的玻璃纖維管。3.3.

4、7 增強(qiáng)壁厚 除去內(nèi)襯層和外表面的壁厚。4、意義和應(yīng)用4.1 拉伸性能包括彈性模量、屈服應(yīng)力、在屈服點(diǎn)以外的伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度、斷面延伸率和能量吸收強(qiáng)度。具有低柔順性的材料可能沒(méi)有屈服點(diǎn)。為了更好的描述材料的性能需要不同溫度、濕度、作用時(shí)間或其它因素下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。4.2 拉伸試驗(yàn)可以為研究發(fā)展、工程設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、接收或拒收和其它特殊用途提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)載荷-時(shí)間范圍較大的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的意義不大。這種用途需要其它適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)，例如沖擊、蠕變和疲勞。注3材料的制備方法是影響測(cè)試結(jié)果的眾多因素之一。那么對(duì)比試驗(yàn)中要保證制備樣品的材料的一致性；同樣，對(duì)于每組試樣的仲裁和對(duì)比試驗(yàn)，要確保試樣在準(zhǔn)備、

5、操作和處理過(guò)程中的一致性。注4纖維增強(qiáng)塑料具有可設(shè)計(jì)性和產(chǎn)品的多樣性，對(duì)載荷有不同的反應(yīng)，即使產(chǎn)品的形狀相似。例如，管狀產(chǎn)品有很高的抗扭轉(zhuǎn)載荷的能力，但是這種產(chǎn)品在拉力或內(nèi)應(yīng)力的載荷下可能會(huì)扭曲或彎曲。管子在一般的用途上，在一定程度上有抵抗內(nèi)應(yīng)力、拉伸載荷、壓力、扭轉(zhuǎn)和彎曲的能力。因此設(shè)計(jì)了不同的管道產(chǎn)品抵抗不同的應(yīng)力條件。因此，買方和賣方根據(jù)用途對(duì)這個(gè)試驗(yàn)方法有很清楚的認(rèn)識(shí)和統(tǒng)一的意見(jiàn)。5、儀器5.1 試驗(yàn)機(jī)器可等速連續(xù)加載的機(jī)器，主要包括以下部分：注5從理論上講，等速連續(xù)加載裝置有很多待改進(jìn)之處，試樣的計(jì)量標(biāo)記之間有很大的不同，規(guī)定的試驗(yàn)速度對(duì)塑性狀態(tài)的結(jié)果有很大影響。另外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試樣

6、厚度的變化會(huì)導(dǎo)致試樣比體積的變化，這些變化都可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，需要直接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的地方，試樣須有相同的厚度和外徑。若需要更精確的物理數(shù)據(jù)要對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?.1.1 固定部分帶有把手的固定部分。5.1.2 可動(dòng)部分帶有把手的可移動(dòng)部分。5.1.3 夾具把手用于夾住固定夾具和可動(dòng)夾具之間的樣品。夾具可自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)；固定部分和可動(dòng)部分的夾具可分別對(duì)齊，一旦施加載荷它們能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)成一條直線。在這種方式下，式樣的長(zhǎng)軸與施加載荷的方向一致。用這種方式固定試樣，試樣相對(duì)于夾具的位移控制在盡可能小的范圍內(nèi)。夾具不能對(duì)管端產(chǎn)生附加載荷。推薦的夾具和心軸如圖1和圖2所示。5.1.4 加載裝置加載裝置向

7、可動(dòng)夾具傳遞一個(gè)與固定夾具相關(guān)的可控制的速度，加載速度如表9.3所示。5.1.5 載荷指示器合適的載荷指示器能夠顯示加給試樣的總的載荷。這種裝置在特定的試驗(yàn)速度下沒(méi)有慣性載荷，顯示的載荷的精度在1%以內(nèi)。試驗(yàn)機(jī)器的精度按照E4中的慣例。注6經(jīng)驗(yàn)表明，按照E4中推薦的方法現(xiàn)有的很多實(shí)驗(yàn)儀器都無(wú)法維持精度。因此建議機(jī)器要盡可能經(jīng)常的單獨(dú)檢測(cè)和校正。每天進(jìn)行校正是很有必要的。5.1.6 固定部分、可動(dòng)部分、加載裝置和夾具由這些材料按照這個(gè)比例組成，系統(tǒng)總的彈性應(yīng)變不超過(guò)任意條件下有效試樣的彈性應(yīng)變的1%，包括任意時(shí)間任意加載速率下的彈性應(yīng)變。5.2 位移指示器用于測(cè)量實(shí)驗(yàn)過(guò)程中兩固定點(diǎn)之間的距離的儀

8、器。它是需要的，但不是必須的，裝置自動(dòng)記錄加給試樣的載荷引起的位移的改變（或其他變化）或位移隨時(shí)間的變化。如果只有后者，載荷-時(shí)間數(shù)據(jù)由計(jì)算得到。該裝置在規(guī)定的試驗(yàn)速度下沒(méi)有慣性載荷，測(cè)量結(jié)果的精度在1%以內(nèi)。注7參考方法E835.3 測(cè)微計(jì)測(cè)微計(jì)的精度至少為0.001in（0.025mm），用于測(cè)量試樣的直徑和厚度。6、 試樣6.1 試樣為從玻璃纖維管上切下來(lái)的最小長(zhǎng)度為18in（45.7mm）的部分。6.2 所有試樣的表面沒(méi)有可見(jiàn)的裂紋、刮痕和缺陷。6.3 對(duì)于機(jī)械測(cè)量裝置，試樣的最小計(jì)量長(zhǎng)度為2.0in（5.1cm）。小于2.0in（5.1mm）的試樣可用電子測(cè)量裝置，例如應(yīng)變儀。6.4

9、 可以用墨水、蠟筆、刮痕、記號(hào)等在試樣上標(biāo)記，但不能影響試樣的強(qiáng)度。6.5 高拉伸性能的管體在夾具內(nèi)側(cè)需要有另外的增強(qiáng)體以保護(hù)管體因夾具碎裂負(fù)載導(dǎo)致的失效。6.6 為了測(cè)試連接強(qiáng)度，試樣在夾具中間的部分要有一個(gè)連接。7、 試樣數(shù)目7.1 每組至少有5個(gè)試樣7.2 若試樣在明顯的裂紋或夾具內(nèi)斷裂，則該試樣廢棄。8.環(huán)境8.1 環(huán)境對(duì)環(huán)境有要求的試驗(yàn)，依據(jù)試樣方法D618過(guò)程A，預(yù)先將試樣放置于溫度為734F（22.72.2）相對(duì)濕度為5.05%的環(huán)境中至少40小時(shí)。若有不同，溫度公差為2F（1.1）濕度公差為2%。8.2 試驗(yàn)條件若無(wú)特殊規(guī)定，導(dǎo)電試驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行，溫度為734F（22.72

10、.2），相對(duì)濕度為505%。若有不同，溫度公差為2F（1.1）濕度公差為2%。9實(shí)驗(yàn)步驟9.1 尺寸和公差9.1.1 壁厚和直徑直徑依據(jù)試驗(yàn)方法D35679.1.2 內(nèi)襯層厚度若試樣有內(nèi)襯層，內(nèi)襯層平均厚度依據(jù)試驗(yàn)方法D3567決定。9.2 將試樣置于夾具之間，式樣的長(zhǎng)軸與連接機(jī)器的夾具在垂直方向上對(duì)其。將夾具平穩(wěn)的上緊至實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試樣不滑落為止，但不能損傷試樣。9.3 試驗(yàn)速度為未加載時(shí)夾具分離的速度，具體如下：9.3.1 0.20-0.25in/min(0.508-0.635cm/min)9.3.2 0.40-0.50in./min(1.02-1.27cm/min).9.4 位移指示器。設(shè)

11、置試驗(yàn)速度并開始試驗(yàn)至試樣斷裂。記錄載荷和試樣的相對(duì)位移。當(dāng)應(yīng)變達(dá)到0.02，記錄試樣的載荷和實(shí)驗(yàn)開始到這個(gè)點(diǎn)的時(shí)間。如果試樣在應(yīng)變達(dá)到0.02之前斷裂，記錄實(shí)驗(yàn)開始到試樣斷裂用去的時(shí)間。10. 計(jì)算10.1 抗張強(qiáng)度用最大（或斷裂）載荷除以初始試樣的最小增強(qiáng)面積得到抗張強(qiáng)度。記錄三組有效結(jié)果。10.2 伸長(zhǎng)率用斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)量除以初始試樣標(biāo)記點(diǎn)之間的距離乘以100得到伸長(zhǎng)率。記錄2組有效結(jié)果。10.3 平均應(yīng)力用試樣的應(yīng)變達(dá)到0.02時(shí)的載荷或斷裂時(shí)的載荷，取發(fā)生較早的，除以式樣的增強(qiáng)面積，再除以用去的時(shí)間。記錄三組有效結(jié)果。注8本實(shí)驗(yàn)方法中定義的平均應(yīng)力僅限于物理意義。它粗略的描述了加給式樣

12、載荷的平均速率，這部分在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上比較明顯。它與被測(cè)試材料的彈性有關(guān)，但可以用所描述的方法相對(duì)精確地決定。它可以通過(guò)載荷-時(shí)間數(shù)據(jù)更精確的計(jì)算得到，并作為測(cè)試過(guò)程的重要數(shù)據(jù)。10.4 平均應(yīng)變平均應(yīng)變由應(yīng)變時(shí)間曲線計(jì)算，在曲線上標(biāo)注合適的點(diǎn)，用兩點(diǎn)之間的應(yīng)變除以相應(yīng)的時(shí)間。10.5 彈性模量注9自從塑料的彈性極限出現(xiàn)以來(lái)，和其它有機(jī)材料和金屬一樣仍然存在爭(zhēng)議，用彈性模量描述塑料的剛度或剛性的合理性被嚴(yán)重質(zhì)疑。塑料材料的應(yīng)力-應(yīng)變特性與應(yīng)力的作用速度、溫度、式樣的應(yīng)力史等密切相關(guān)。然而，本測(cè)試方法中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的線性部分總是在低應(yīng)力區(qū)，并可通過(guò)直線部分的切線計(jì)算彈性模量。這樣的連續(xù)區(qū)域

13、是有意義的，如果它依賴于時(shí)間、溫度和相似因素變化。10.6 對(duì)于每組試驗(yàn)，由三組有效數(shù)據(jù)計(jì)算平均值，并把它作為特定性能的平均值。10.7按照以下方法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，并記錄兩組有效結(jié)果：S=標(biāo)準(zhǔn)偏差X=試樣的單一值n=試樣數(shù)目X=試樣的算術(shù)平均值11 記錄11.1 實(shí)驗(yàn)記錄包括以下內(nèi)容：11.1.1 測(cè)試材料的數(shù)據(jù)，包括尺寸、材料、制造商編號(hào)、形狀、主要標(biāo)記、受力歷史等。11.1.2 試樣的類型、計(jì)量長(zhǎng)度、十字標(biāo)記和增強(qiáng)壁厚。11.1.3 環(huán)境程序11.1.4 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境11.1.5 試樣編號(hào)11.1.6 試驗(yàn)速度11.1.7 10.3中計(jì)算出的平均應(yīng)力11.1.8 10.4中計(jì)算出的平均應(yīng)變11

14、.1.9 拉伸強(qiáng)度、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差11.1.10 伸長(zhǎng)率、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差11.1.11 彈性模量、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差11.1.12 失效形式的描述11.1.13 試驗(yàn)日期12 精度和偏差12.1 精度循環(huán)試驗(yàn)程序不適用于此程，因?yàn)閵A具必須有特定的尺寸盡可能密切的適用于管子的內(nèi)徑。此驗(yàn)方法得出的數(shù)據(jù)仍然可靠。12.2 偏差由于缺乏循環(huán)試驗(yàn)，可能存在第4章中提到到多種因素引起的偏差。對(duì)于測(cè)試結(jié)果，由買方和賣方進(jìn)行協(xié)商。13、關(guān)鍵詞13.1 玻璃纖維管；玻璃纖維油管；伸長(zhǎng)率；聚合物砂漿管（RPMP）；增強(qiáng)熱塑性樹脂管（RTRP）；拉伸強(qiáng)度 自上次會(huì)議以來(lái)，委員會(huì)D20已經(jīng)證實(shí)了選擇改變?cè)诒緦?shí)驗(yàn)中的位置，D2105-97可能影響本實(shí)驗(yàn)方法的使用。（1）改變了首字母縮寫詞，RPMP，定義由增強(qiáng)塑料砂漿管變?yōu)樵鰪?qiáng)聚合物砂漿管。AST