HB 8414－2013 硬质塑料压缩性能试验方法 Test method for compressive properties of rigid plastics 2013－04－25发布 2013－09－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 ICS 83.120 Q 23 HB 8414－2013 I 前 言 本标准按 GB/T 1.1－2009 给出的规则起草。 本标准由中国航空综合技术研究所、北京航空材料研究院归口。 本标准起草单位：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院、中国直升机设计研究所、中国飞机强度研究所、西北工业大学。 本标准主要起草人：陈新文、王海鹏、沈 真、张子龙、狄西岩、袁春明、李晓骏、马丽婷。 HB 8414－2013 1 硬质塑料压缩性能试验方法 1 范围 本标准规定了硬质塑料压缩性能试验的试验设备、试样、试验条件、试验步骤、结果计算和试验报告。 本标准适用于硬质塑料和增强塑料，在较低应变率或加载速率下的压缩弹性模量、屈服应力、超过 屈服点的变形和压缩强度的测量。聚合物基复合材料压缩性能的测定也可参照本标准进行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T 2035 塑料术语及其定义 3 术语及其定义 GB/T 2035 中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 压缩变形 compressive deformation 在轴向压缩载荷作用下，试样在加载方向上的减小量。 3.2 压缩应变 compressive strain 试样沿轴向工作段的压缩变形与工作段初始长度的比值。 3.3 压缩应力 compressive stress 压缩试验过程中，试样工作段原始横截面上单位面积所承受的压缩载荷。 3.4 压缩强度 compressive strength 压缩试验过程中试样承受的最大压缩应力。 3.5 压缩应力－应变曲线 compressive stress －strain diagram 以压缩应变值为横坐标，相应的压缩应力值为纵坐标绘制的曲线。 3.6 压缩屈服点 compressive yield point HB 8414－2013 2 在应力－应变曲线中出现的第一个应变增加而应力不增加的点。 3.7 压缩屈服强度 compressive yield strength 压缩屈服点处对应的应力。 3.8 压缩偏置屈服强度 offset compressive yield strength 在压缩试验的应力－应变曲线上，在规定的变形百分比处(如 0.2 %的压缩应变)平行于曲线的直线 部分划一直线，该直线与应力－应变曲线的交点对应的应力。 4 试验设备 4.1 试验机 试验机载荷传感器在规定的试验速率下应无惯性滞后。其他应符合 GB/T 1446 的规定。 4.2 引伸计 在规定的试验速率下，引伸计应无惯性滞后。其他应符合 GB/T 1446 的规定。 4.3 压缩夹具 压缩夹具应有调节加载轴线，使其自动对中的功能。对于厚度小于 3.2 mm的增强塑料试样，测 试时采用图 1 所示的支持夹具。 5 材料 5.1 试样制备 除材料规范另有规定外，试样可采用从薄片、平板、杆、圆管或相似形状的材料上加工制成，也可 采用模压、 注塑成型制成。 加工完成后的试样应光滑、 平直， 试样两个端面与长轴的垂直度在 0.025 mm 之内。 5.2 试样形状和尺寸 5.2.1 根据不同的试样制备方法，试样可采用正方形、长方形、圆形或圆管形截面柱体，也可采用哑 铃型薄板。 5.2.2 推荐采用的标准试样形状和尺寸见表 1。 测试压缩弹性模量时， 试样的尺寸应满足细长比在 11:1 至 16:1 之间。细长比的计算方法见附录 A。 表 1 标准试样的形状和尺寸 单位为毫米 试样形状 测试压缩强度 测试压缩弹性模量 厚度 a 宽 度 b 直 径 d 高 度 h 厚 度 a 宽 度 b 直 径 d 高 度 h 正方柱体 12.5±0.2 12.5±0.2 － 25±0.2 12.5±0.2 12.5±0.2 － 50±0.2 圆柱体 － － 12.5±0.2 25±0.2 － － 12.5±0.2 50±0.2 5.2.3 对于正方形、 长方形或圆形截面棒材，试样截面可保持不变。测试压缩强度时，试样的高度 应为正方形截面的边长、长方形截面的短边长或直径的两倍；测试压缩弹性模量或偏置屈服强度时，HB 8414－2013 3试样的高度应满足细长比在 11:1至 16:1之间。 5.2.4 对于壁厚不小于 1 mm，内径不小于 6.5 mm，外径不大于 50 mm的圆管形材料，可以直接截 取高度为 25 mm的圆管作为试样。 单位为毫米 a) 形状和尺寸 1—试样；2—支持夹具 b) 组合示意图 图1 厚 度 小 于3. 2 mm的增强塑料压缩试样的支持夹具 1 235 10 11 51 39 73 12 12 5 6 90˚ 0.4045˚HB 8414－2013 4 5.2.5 对于厚度小于 3.2 mm的增强塑料，推荐采用图 2 所示的试样。测试时采用图 1 所示的支持 夹具。 单位为毫米 图2 厚 度 小 于3. 2 mm的增强塑料压缩试样 5.2.6 对于厚度大于等于 3.2 mm的增强塑料，推荐试样宽度为 12.5 mm，厚度为材料厚度，高度 应满足细长比在 11:1 至 16:1 之间。 5.3 试样数量 每组至少 5 个有效试样。 6 试验条件 6.1 状态调节 除非材料规范另有规定，试验前应在温度为 23℃±2℃和相对湿度为 50 %±5%的条件下对试件进 行至少 40 h的状态调节。仲裁试验应在温度为 23℃±1℃和相对湿度为 50 %±2%的条件下进行状态调 节。 对于某些吸湿材料，如尼龙，材料规范要求对制造状态的试样进行试验，应在试样成形后立即密封 在不透水的容器中直到准备进行试验。 6.2 试验环境条件 6.2.1 除非材料规范另有规定，试验在温度为 23℃±2℃和相对湿度为 50 %±5%的条件下进行。仲 裁试验应在温度为 23℃±1℃和相对湿度为 50 %±2%的条件下进行。 6.2.2 其他试验环境条件按相关规定执行，并在试验报告中注明。 6.3 加载速率 除非另有规定，加载速率为 1 mm/min～2 mm/min。 7 试验步骤 7.1 试样编号， 测量并记录试样工作段内任意三点的尺寸(宽、 厚或直径)， 取其平均值计算横截面积。 测量精度应不低于 0.02 mm。 7.2 若试验需要图 1 中的支持夹具，则应先安装试样，使试样与支持夹具的基准面平齐、对中，并 将螺栓或螺母用手拧紧。 38 R38 80 ＜3.2 0.025 0.0250.025 A A A A 19 12.5 HB 8414－2013 57.3 安放试样于压缩夹具中，应使 试样中心线与夹具中心线重合并且 试样的端面与压缩夹具表面平 行。调整试验机压头，使其与压缩夹具上端对正。 7.4 若需要测量弹性模量，则安装引伸计或粘贴应变计。 7.5 按 6.3规定的加载速率对试样进行加载。 7.6 记录试验过程中施加在试样上的最大载荷。 7.7 记录完整的应力－应变曲线。 7.8 对于延展性好的材料，在试样达到屈服点之后，加载速率可增加到 5 mm/min～6 mm/min，直 至试样破坏。 7.9 除非为了研究试样缺陷的作用，否则应舍弃在明显缺陷处破坏的试样的试验数据，并补充试样重新试验。 8 结果计算 8.1 压缩强度、压缩屈服强度、压缩偏置屈服强度和规定应变时的压缩应力按公式(1)计算，结果保 留三位有效数字。 AP＝σ………………………………………………(1) 式中： σ——压缩强度或压缩屈服强度、压缩偏置屈服强度和规定应变时的压缩应力，单位为兆帕 (MPa)； P ——相应的压缩载荷值，单位为牛顿( N)； A ——试样的原始横截面积，单位为平方毫米( mm2)。 8.2 压缩弹性模量按公式(2)计算，结果保留三位有效数字。 εσ ΔΔ＝E………………………………………………(2) 式中： E ——压缩弹性模量，单位为兆帕( MPa)； σΔ——应力－应变曲线的初始线性段上的应力增量，单