(高清版)GBT 40919-2021 管道系统用聚乙烯材料 与慢速裂纹增长相关的应变硬化模量的测定

管道系统用聚乙烯材料与慢速裂纹增长相关的应变硬化模量的测定国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会I Ⅲ 1 1 1 3 35.1拉力试验机 35.2试样厚度和宽度测量工具 3 3 46.1试样尺寸 46.2试样制备 4 5 59试验报告 6附录A(资料性)Neo-Hookean模型 7参考文献 9Ⅲ—GB/T1040.1—2018塑料拉伸性能的测定第1部分：总则(ISO527-1:2012,IDT);-—GB/T12160—2019金属材料单轴试验用引伸计系统的标定(ISO9513:2012,IDT)。GB/T40919—2021/ISO18488:1本文件给出了通过测定压塑试样应力-应变曲线从而获得应变硬化模量的方法。本文件详细规定下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不ISO7500-1金属材料静力单轴试验机的检验与校准第1部分：拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准(Metallicmaterials—Calibrationverificationofstaticuniaxialtestingmachines—Part1:Tension/compressiontestingmachines—CalibrationandveISO9513金属材料单轴试验中引伸计系统的校准(Metallicmaterials—Calibrationofexten-sometersystemsusedinuniaxialteh2GB/T40919—2021/ISO18488:b7lσ屈服应力stressatyieldEλ3Neo-Hookean本构模型在拉伸比为8到应力最大值之间曲线的斜率，且拉伸比最大值不超过12。符合ISO7500-1中1类定义。传感器应能对0.30mm和1.0mm厚度样品分别进行载荷40N和符合ISO9513中1类定义。横梁位移不应用于测量应变。对于0.30mm厚的试样，应首选非接裁刀裁切的样品尺寸应符合6.1要求。46试样试样几何尺寸如图1和表1所示。为避免试样在夹具内发生滑移，夹持时应保持较大的夹持面积，夹具之间的初始距离(L)标距长度(1₀)窄平行部分长度(l₁)夹区的平行部位间距(l₂)总长度最小值(l₃)半径(R₁)半径(R₂)窄平行部分宽度(b₁)末端宽度(b₂)厚度(h)0.30±8.8或1.0±0.1更大的总长度可以确保只有宽的末端处与夹具接触，从而避免“根据表2给定压塑条件，将聚乙烯颗粒压塑成0.30mm或1.0mm厚度试片。仲裁时应选择压塑5表2试片压塑条件厚度℃预热时间全压压力全压时间5脱模温度小于40℃。h预热压力为接触压力。压塑成型后，在(120±2)℃的烘箱中恒温保持1h,关掉加热开关，以不超过2℃/min的平均冷却速率缓慢冷却至室温，完成试片的退火。此过程中试片应能自由移动。应使用规定几何形状(见6.1)的裁刀从压塑的试片上冲裁出5个试样。冲裁应确保样品无变形、裂纹或其他任何影响试验结果的缺陷。试样的厚度应在试样窄平行部分测量3次，取小值进行计算(见8章)。距试样中点等距离做标距记号，两标记点之间的距离为lo。7试验步骤——测量每个测试试样宽度(b)与厚度(h)的精确尺寸，分别精确至0.01mm与0.005mm。—测试前，试样应在(80±1)℃下进行状态调节，时间不少于30min。——将测试试样夹在上夹具中，选择合适的夹具避免其损坏和滑移。——关闭温度箱门。——当温度到达(80±1)℃,用下夹具夹住测试试样。 在施加载荷开始测试前，试样在夹具间保持至少1min。——在测试过程中记录试样的伸长率与载荷。 以恒定速率20mm/min拉伸试样，采集λ=8.0至λ=12.0或至试样断裂范围内的数据点进行数据分析。如果试样在λ=8.5之前断裂，舍弃试样。至少应测试5个试样。如发生夹具滑脱，则应舍弃本次测试结果并重新进行测试。8数据分析拉伸比λ由长度l和标距l。按式(1)计算。△l——两端标记处之间的样品长度增加量。真应力σrue按式(2)计算，式(2)是在标距之间试样体积守恒的假设下导出。 (2)6Neo-Hookean本构模型如式(3)所示，用来拟合和外推得到拟合曲线。<Gp>(MPa)由8<λ<12之C——-一种描述屈服应力拟合到λ=1时的Neo-Hookean本构模型的数学参数。g)所有试样的屈服应力平均值和标准偏差；j)试验温度及温度变化；7(资料性)Kramer与Brown研究了分子缠结网络的重要作用，其效应体现为应变硬化行为。研究认为，在拉伸试验中的应变硬化的程度可以作为纤维抗变形能力的一种度量。应变硬化模量是由在自然拉伸比之上，特别是在升高的温度(80℃)下的应力-应变曲线(见图A.1)得到。为此，采用聚乙烯的α-转变温度来确定该测试的条件。采用Neo-Hookean模型来计算得到应变硬化模量<Gp>(见8章)。λλ图A.1应力-应变曲线Neo-Hookean模型根据式(A.1)采用简单的线性回归。斜率根据式(A.2)计算。用应变硬化参数表示的Neo-Hookean本构模型见式(A.3)。Gp——λ取值8～12之间曲线的斜率。是Neo-Hookean本构模型应变的计算值。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