ICS 83.080.20 G 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T36805.1—2018/IS018872:2007
塑料 高应变速率下的拉伸性能测定
第1部分：方程拟合法
PlasticsDetermination of tensile properties at high strain rates-
Part 1 : Equation fitting method
(ISO18872:2007,Plastics—Determinationoftensile
properties at high strain rates,IDT)
2018-09-17发布
2019-04-01实施
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T36805.1—2018/IS018872:2007
前言
GB/T36805《塑料高应变速率下的拉伸性能测定》分为2个部分：
第1部分：方程拟合法；第2部分：直接测试法。
-
本部分为GB/T36805的第1部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分使用翻译法等同采用ISO18872：2007《塑料高应变速率下的拉伸性能测定》。 与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T1040.2—2006塑料 拉伸性能的测定 第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件 (ISO527-2:1993,IDT)。
本部分做了下列编辑性修改：
修改了标准名称。 本部分由中国石油和化学工业联合会提出。 本部分由全国塑料标准化技术委员会通用方法和产品分技术委员会（SAC/TC15/SC4)归口。 本部分起草单位：金发科技股份有限公司、中蓝晨光化工有限公司、中国石油化工股份有限公司北
京化工研究院、上海金发科技发展有限公司、上海延锋金桥汽车饰件系统有限公司、泛亚汽车技术中心有限公司、中蓝晨光成都检测技术有限公司、国家塑料制品质量监督检验中心（福州）。
本部分主要起草人：黄险波、吴博、朱天戈、叶南飚、宋翠翠、刘力荣、梁克俭、袁绍彦、者东梅、
庞承焕、周俊龙、蒋丽、田报、郑雯、黄正安
I GB/T 36805.1—2018/IS018872:2007
引言
塑料材料在不同应变速率下的拉伸性能数据可用于塑料制品、塑料制件的变形和破坏行为的CAE 模拟分析。而塑料材料对应变速率是敏感的，在高应变速率下的性能与低应变速率下的性能通常呈现不同的规律。
为了规范塑料材料高应变速率下的拉伸性能测定，特制定本标准。本标准对样品类型、测试设备和测试方法都提出了明确的要求。
Ⅱ GB/T36805.1—2018/ISO18872:2007
塑料高应变速率下的拉伸性能测定
第1部分：方程拟合法
1范围
GB/T36805的本部分规定了模塑和挤塑塑料在宽应变速率范围内拉伸性能的测定方法，该宽应变速率范围包含速率近似于冲击加载情况下的高应变速率。通过结合以下方法进行性能测定：测试中低应变速率下的性能，使用数学函数对测试结果进行拟合，通过方程外推得出依赖速率的参数。然后通过计算外推得出高应变速率下的拉伸性能。通过这种方法可以消除高应变速率下性能测定的试验问题及测量的相关误差。中低应变速率下的性能按照ISO527-2的规定进行测定，其规定了适用于本部分的塑料材料类型。
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/T1040.1一2006塑料拉伸性能的测定第1部分：总则（ISO527-1：1993,IDT） ISO527-2塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件（Plastics一Determi
nationof tensilepropertiesPart2:Testconditionformoulding andextrusionplastics
ISO2818塑料试样的机加工制备（Plastics—Preparationoftestspecimensbymachining）
3原理
拉伸应力-应变曲线是在0.1mm/s～100mm/s的范围内的选定速率下按照ISO527-2测试获得，为获得更高速率下最高精度的测试结果，需注意第5章中描述的测试装置的设计特点。同时，测量泊松比随应变的变化。根据这些结果，可计算出各应变速率下的真实应力和真实塑性应变值。通过数学函数方程可对各应力/塑性应变曲线进行准确模拟。同时，也可以建模分析此函数中的参数随应变速率的变化，从而外推得出更高应变速率下的参数值。通过计算可获得更高应变速率下的应力/应变曲线。
4术语和定义
GB/T1040.1一2006界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
4.1
真实应力 truestress OT 同一时刻下，测量力与试样标距间横截面积之比。
4.2
真实应变 truestrain ET 同一时刻下，标距间伸长量与标距长度之比。
1 GB/T36805.1—2018/IS018872:2007
4.3
真实塑性应变trueplastic strain E Tp 在某真实应力下的真实应变与该应力下真实弹性应变εT之差。
5设备
5.1测试装置
对设备的一般要求见GB/T1040.1一2006。当测试速率达到10mm/s以上时，通常要使用液压伺
服式测试设备。测试速率在10mm/s以上时，力值的测量误差会增大。这些测量误差与力传感器共振模式、测试样品以及测试装置中的部件有关。为在更宽的测试速率范围内达到令人满意的测试精度，测试装置的设计是非常重要的，推荐使用高刚度的测力传感器（如压电式的）和轻质高刚度的部件
5.2引伸计
使用轻质引伸计或非接触式引伸计，可在保证测量精度的前提下使测试速率的上限最大化。对于试样大应变的测试，应使用小标距（例如4mm）的装置（见6.2）。 5.3 数据记录设备
为准确记录所有测试速率下的力-形变曲线，用于记录力传感器和引伸计信号的设备应具有足够高的数据采集频率。
6试样
6.11 低应变测量
对于在届服应变以下的性能测试（见GB/T1040.1一2006的4.7）.可使用标准中的1A、1B或1BA
试样。试样可按照ISO2818由板材或模塑样品经机加工制备。
6.2 高应变测量
6.2.1达到屈服应变之后，应力达到最大值或随应变增加应力缓慢增加，标准试样标距间的应变呈现非均勾变化。在极端情况下会出现明显颈缩，因此可通过测量夹具间距的改变作为标称应变（见 GB/T1040.1一2006的4.10）。这种方法下获得的应变会存在未知的误差，并且对于某些材料误差会很大。为得到更高的测量精度，应使用如图1所示的替代试样。这种试样具有相同的厚度，在试样长度方向的中间位置通过弧形切割将宽度从10mm降低到8mm。试样厚度是非关键性参数，可通过1A或 1B型样条、片材或模塑件（见ISO2818)中间区域加工得到。此时应变产生的位置在试样中间，并且纵向和横向的应变都可测量。长度为4mm土1mm的引伸计可用于测量纵向应变（见6.2.2），用于计算真实应力的横向应变通过加载在试样宽度或厚度方向的横向引伸计测量获得。 6.2.2由于屈服之后会发生应变局域化，因此采用小的标距可获得相对均匀的应变。但是在低应变下这类小标距会导致应变测量准确度显著下降。因此，在低于屈服应变时的应变性能测定应采用标准试样（见6.1)；当应变超过屈服应变后，采用图1所述的小标距试样测量应变会获得满意的准确度，
2 GB/T36805.1—2018/IS018872:2007
单位为毫米
10
S
。夹具距离=50mm。 开槽曲率半径=35mm。
图1用于高应变速率下拉伸行为测定的新拉伸试样
7状态调节
见GB/T1040.1一2006的第8章。
8 测试步骤
8.1 通则
见GB/T1040.1—2006的9.1~9.5 8.2 试验速率
试样应在0.1mm/s、1mm/s、10mm/s和100mm/s速率下进行测试。若最高速率下的测试结果不可信，或对结果分析有更高要求时，可额外在0.3mm/s、3mm/s和30mm/s中选择测试速率。 8.3 数据记录
在测试过程中采用合适的时间间隔记录力和标距段试样宽度或厚度的变化，
9结果计算及表示
9.11 低应变测试
9.1.1工程应力6、工程应变ε、拉伸模量E和泊松比μ的确定
应用1A、1B或1BA试样在各测试速率下进行拉伸测试，得出达到届服应变前的应力应变测试结
3 GB/T36805.1—2018/ISO18872:2007
果（参照GB/T1040.1一2006的10.1和10.2）。每一个应变速率下的拉伸模量按GB/T1040.1一2006 中10.3所述的方法进行计算。在此应变范围内计算每一测试速率下泊松比的平均值（见下面的注与 GB/T1040.1—2006的10.4)。
注：达到屈服应变之前时.拉伸模量和应力/应变曲线会随测试速率而变化，泊松比本质上不随测试速率和应变
变化。
9.1.2 真实应力的确定
根据式（1）计算各应变下的真实应力：
a
GT= (1 - Me)
(1)
式中：
工程应力，单位为兆帕（MPa）；
o
u——由工程应变计算的泊松比；
一工程应变。
9.1.3真实应变&r的确定
根据式（2)计算真实应变：
=log (1 +)
..(2)
9.1.4真实塑性应变8tp的确定
根据式（3)计算各真实应变下的真实塑性应变：
6
ETP=ETE.ET E
·(3)
式中，。为弹性部分的应变，考虑到e《1时不用再计算真实弹性应变，因此式（3)做了这样的近似处理。
注；对于高应变速率下的性能计算.建议拟合测试的应力应变曲线，外推高应变速率下的参数。为达到这一目的，
需要区分弹性变形产生的应变（弹性应变)与塑性变形产生的应变（塑性应变或有效塑性应变)的影响，才能实现应用一个函数方程描述宽应变范围的曲线的功能，尽管在方程中只有一个参数随着应变速率的变化而变化。 这种弹性和塑性行为的分离获得的数据可用于韧性材料形变的有限元分析。
9.1.5塑性应变速率s1的确定
对于单次测试中有效塑性应变速率的计算，可以通过测试峰值应力下的塑性应变对应时间的斜度确定，如没有峰值应力则采用屈服应力（见下面的注）。
注：在整个测试中，塑性应变速率会不断变化，一般在峰值应力或届服应力附近会达到最大值，
9.1.6弹性应变速率。的确定
通过计算低应变下的线性范围内应变随时间的变化速率得到弹性应变速率。 9.2 高应变测试
9.2.1应力6、应变ε、泊松比u与应变s关系的确定
采用符合图1所示尺寸的样品，测试每一速率下的应力、应变值（参照GB/T1040.1一2006的10.1 和10.2）。同时，确定泊松比随应变的变化曲线。每个测试速率下选择一典型的泊松比-应变曲线（详见下面的注）。 4