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拉伸性能的测定
1．原理
沿试样纵向主轴恒速拉伸，直到断裂或应力（负荷）或应变（伸长）达到某一预定值，测量 这一过程中试样承受的负荷及其伸长。
2. 术语和定义
2.1 标距（ ??? ?）
试样中间部分两标线之间的初始距离，以 2.2 实验速度（ ? ?）
在实验过程中，实验机夹具分离速度，以 2.3 拉伸应力 tensile stress 在试样标距长度内
σ
以 MPa 为单位。
mm／min 为单位。 mm 为单位。
任何给定时刻每单位原始横截面积上所受的拉伸力
yield stress σ y
2.3.1 拉伸屈服应力 , 屈服应力 tensile stress at yield 发生应力不增加而应变增加时的最初应力 大应力 (见图 1 中的曲线 b 和曲线 c)。 2.3.2 拉伸断裂应力 tensile stress at break σ B 试样断裂时的拉伸应力 (见图 1) 以 MPa 为单位。 2.3.3 拉伸强度 tensile strength σ M 在拉伸试验过程中
以 MPa 为单位 该应力值可能小于材料的最
试样承受的最大拉伸应力 (见图 1) 以 MPa 为单位。
2.3.4 x% 应变拉伸应力 (见 4.4) tensile stress at x% strain σ x 应变达到规定值 的材料
x% 时的应力
以 MPa 为单位。适用于既无屈服点又不易拉断的软而韧
见图 1 中的曲线 d)
x 值应按有关产品标
应力-应变曲线上无明显屈服点的情况
准规定或由相关方商定。但在任何情况下 格栅产品中的 2%、5%拉伸力。 此条用于取代 92 版的“偏置屈服应力” 2.4 拉伸应变 tensile strain ε 标距原始单位长度的增量
x 都必须小于拉伸强度所对应的应变。如土工
用无量纲的比值或百分数 (%)表示。
超过屈服点后的应变则以“拉伸标称
适用于脆性材料活韧性材料在屈服点以前的应变 应变”代替。
2.4.1 拉伸屈服应变 tensile strain at yield ε y 屈服应力时的拉伸应变 表示。
见4.3.1 和图 1 中的曲线 b 和曲线 c 用无量纲的比值或百分数 %
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2.4.2 拉伸断裂应变 tensile strain at break ε B 试样未发生屈服而断裂时与断裂应力相对应的拉伸应变 纲的比值或百分数（ %）表示。 屈服后断裂的情况
见 5.1。
而以“拉伸断裂应变” 、“断裂 见图 1 中的曲线 a 和曲线 d 用无量
修订后的 GB/T 1040 不再使用“断裂伸长率”的概念 标称应变”代替。
2.4.3 拉伸强度应变 tensile strain at tensile strength ε m 试样未出现屈服或在屈服点时与拉伸强度相对应的拉伸应变 线 d 用无量纲的比值或百分数 %表示。 拉伸强度高于屈服应力的情况
见 5.2。
见图 1 中的曲线 a、c 和曲
2.5 拉伸标称应变 nominal tensile strain ε t 两夹具之间距离 示。
只适用于韧性材料屈服点后的应变，
它表示沿试样自由长度总的相对伸长率。
由于韧性材料
夹具间距
原始单位长度的增量 ， 用无量纲的比值或百分数 （%）表
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在屈服点后应力基本不变而应变迅速增加 ，试样很快变细、 变长 ，准确测量两标线之间的距
夹具间的距离增量代替伸长改
离变得相当困难 ，为此采用夹具间的原始距离替代试验标距、 称为“拉伸标称应变” 。
2.5.1 断裂标称应变 nominal tensile strain at break εtB
试样屈服后断裂 (见图 1 中的曲线 b 和曲线 c)时与断裂拉伸应力 （见 3.2）相对应的拉伸标称 应变用无量纲的比值或百分数 无屈服的断裂情况（见
4.2）。
nominal tensile strain at tensile strength εtM
， 用无量纲的
（%） 表示。
2.5.2 拉伸强度标称应变
拉伸强度出现在屈服之后 （见图 1 中的曲线 b）与拉伸强度对应的标称应变 比值或百分数（ %）表示。
没有屈服或拉伸强度出现在屈服点时的情况
，见 4.3。
2.6 拉伸弹性模量 modulus of elasticity in tension E t
应力 σ2与σ1的差值（σ2-σ(ε2 –ε1；ε1=0.0005 1）与对应的应变 ε2 与ε1 的差值 的比值 [见图 1 中的曲线 d 和 10.3 中的公式 (8)] 此定义不适用于薄膜和橡胶。 注：借助计算机 来测量模量 Et。
此定义的几何意义就是应力 率。由于曲线不是完全平滑的 2.7 泊松比 Poisson’s ratio μ
在纵向应变对法向应变关系曲线的起始线性部分内
垂直于拉伸方向上的两坐标轴之一
-应变曲线上
σ1，ε1）点与
σ2，ε2）两点间割线的斜
可以用监测点间曲线部分的线性回归代替以两个不同的应力
-应变点
以 MPa 为单位。
ε2=0.0025)
此方法的测试误差较大。
的拉伸应变 ε 与拉伸方向上的应变 ε 之比的负值 , 用无量纲的比值表示。 按照相应的轴向 ,泊松比可用 μb(宽度方向 )或μh(厚度方向 )来标识。
? ?n
μn=
??
式中:
μn——泊松比 ,以法向 n=b(宽度)或 h(厚度)上的无量纲比值表示 ε——纵向应变
εn—— n=b(宽度)或 h(厚度)时的法向应变。 泊松比优先用于长纤维增强材料。
由于标准的变化 ,在标准发布实施后将要求试验机提供的数据类型、计算方式符合标准 的要求。试验机企业需要修改试验程序以适应新标准的要求
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3 .GB/T 1040 对试验机的要求
3.1、试验机 3.1.1 概述
试验机应符合 ISO 53 和本标准 5.1.2~5.1.5 的规定。 3.1.2 试验速度
试验机应能达到表 1 所规定的试验速度 (见 4.2)。
试验速度仍为 9 种 但 1mm/min 的允许偏差由± 50%提高到± 20% 试验机企业应引起注 意。
表 1 推荐的试验速度
速度 mm/min
1
公差％
± 20
a)
2 ± 20
a)
5 ± 20 10 ± 20 20 ± 10 50 ± 10 100 ± 10 200 ± 10 500 ± 10 a)这些公差均小于 GB/T 17200所标明的允差。
3.1.3 夹具
用于夹持试样的夹具与试验机相连
，使试样的长轴与通过夹具中心线的拉力方向重合
，例如
可通过夹具上的对中销来达到。应尽可能防止被夹持试样相对于夹具滑动。推荐使用下 述类型的夹具 ，当施加在试样上的拉力增加时 持处引起试样过早破坏。 3.1.4 负荷指示装置
负荷指示器应带有能显示试样所承受的总拉伸负荷的装置。该装置在规定的试验速度下 应无惯性滞后 ，指示负荷的准确度至少为实际值的 有对应国家标准。 3.1.5 引伸计
引伸计应符合 GB/T 17200 规定 ， 应能测量试验过程中任何时刻试样标距的相对变化。该仪
1%， 应注意之处均列在 GB/T 17200 中 ，能保持或增加对试样的夹持力
，且不会在夹
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器最好 ，但不是必须能自动记录这种变化且在规定的试验速度下应基本上无惯性滞后 并能以相关值的 1%或更佳精度测量标距的变化。这相当于在测量模量时 础上能准确至± 1μm。
当引伸计连接在试样上时 ，应小心操作以使试样产生的变形和损坏减至最小。引伸计和 试样之间基本无滑动。
试样也可以装纵向应变规 ， 其精度应为对应值的 1%或更优。用于测量模量时 ， 相当于
－
，在 50mm 标距基
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应变精度为 20× 10 （20 微应变）。选择应变规表面处理和粘接剂应以能显示被试材料的所 有性能为宜。
3.2 测量试样宽度和厚度的仪器 3.2.1 硬质材料
应使用测微计或等效的仪器测量，
其读数精度为 0.02mm 或更优。 测量头的尺寸和形状应适
合于被测量的试样，不应使试样承受压力而明显改变所测量的尺寸。 3.2.2 软材料
应使用读数精度为 0.02mm 或更优的度盘式测微计来测量试样， 时在测量时能施加（ 20± 3）kPa 的压力。
其压头应带有圆形平面， 同
4．试样
4.1 试样形状和尺寸要求
选用的是高分子材料检测的形状和尺寸（参照标准——国标 II 型试样及尺寸）
GB/T 1040-92 中的
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其它国标的尺寸要求一览： 高分子试样的制备和尺寸要求
I ：I 型试样及尺寸
试样的制备和尺寸要求 III ：III 型试样及尺寸
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试样的制备和尺寸要求 IV ：IV 型试样及尺寸
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4.2 试样的制备尺寸要求： 塑料材料选择试样类型 试样材料 硬质热塑性塑 热塑性增强塑料
Ⅰ
硬质热塑性塑料板 热固性塑料板含层压板
机械加工
2
A B C D E F G
类型
试样制备方法
最佳厚度 mm
试验速度
注塑模压
4 B C D E F
注塑、模压
软质热塑性塑料及板
Ⅱ
板材机械加工 和冲切加工
热固性塑料 (含填充、增强塑 料）
热固性塑料板
Ⅲ Ⅳ
注塑模压 机械加工
C B C D
2
F G H I
A:1mm/min, B:2mm/min, C:5mm/min, D:10mm/min, E:20mm/min, F:50mm/min,
G:100mm/min ,H:200mm/min ，I:500mm/min 4.3 标线
如果使用光学引伸计， 特别是对于薄片和薄膜， 应在试样上标出规定的标线， 标线与试样的 中心距离大致相等，两标线间的距离的测量精度应达到
标线不能刻划或者冲刻或者压印在试样上， 响的标线，而且所划的每条线要尽量窄。 4.4 试样的检查
试样应无扭曲，相邻的平面间应相互垂直。表面和边缘应无划痕、空洞、凹陷和毛刺。试样 可与直尺、 直角尺、 平板比对， 应用目测并用螺旋微测器检查是否符合这些要求。 现试样有一项或几项不合要求时，应舍弃或在实验前机器加工至合适的尺寸和形状。
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1%或更优。
以免损坏受试材料， 应采用对受试材料无影
经检查发
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5试样数量
5.1
每个受试方向和每项性能 （拉伸模量、拉伸强度等）
的实验数量不少于
5 个。 如果需要
精密度更高的平均值，试样数量可多于
5 个， 可用置信区间（ 95%概率，见ISO 2602:1980 ）
估算得出。 5.2
应废弃在肩部断裂或者塑形变形扩展到整个肩宽的哑样试形铃并取重样新实。验 5.3
当试具夹在样内出现滑移或在距任一夹具
10mm以内断裂，或者明显缺陷导致过早破坏时，
由此试样得到的数据不应用来分析结果，应取试样重新 。验实
由于这些数据的变化是受试材料性能变化的函数， 因此， 无论数据怎样变化，
不应随意
舍弃数据。
注：如果多数的破坏出现在可接受破坏判据以外时， 可用统计学分析得出数据。 但一般
认为最后的实验结果可能是过低的。 在这种情况下， 最好重复实 ，验
以减少不可接受实 结验
果的可能性。
6实验步骤
6.1实验环境
应在与调态状样试节相同环境下进行实验，除非有关方面另有商定，例如在高温或低 温下实 。验6.2试样尺寸
在每个试样中部距离距标每端 5mm 以内测量宽度 b 和厚度 h。宽度 b 精确至 0.1mm，
厚度 h 精确至 0.02。
记录每个试样宽度和厚度的算术平均值，以便用于其他计算。 6.3夹持
将试样放到具夹中，务必使试长的样轴线与实验机的线轴成一条直线。当使用夹具对 中时，为得到准确对中，应在紧固夹具前稍微绷紧试 ，样然后平稳而牢固地夹紧夹具，
以防
止试样滑移。 6.4预 力应
试样在实处应前验于基本不受力状态。但在薄膜试样对中时可能产生这种预应力，特 软较是别材料由于持夹压力，也能引起这种预应力。
在测量模量时，实验初始力应 ??0，不应超过下值，见式（ 1）：
｜??0｜ ≤ 5×10- 4Et⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯与此相对预的应变应满足 ?0≤ 0.05%。
当测量相关应力（如： ??＝??y、??M 、??B）时，应满足式（ 2）：
? ?0≤ - 2 ?⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
10
?
⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ (2) 6.5 引伸计的安装
平衡预应力后， 将校准过的引伸计安装到试距标的样上并调正， 根据 3.1.5 所述， 装上
变应向纵规。如需要，测出初始距离（标距）
。如要测定泊松比，则轴纵在应和横方轴
向上 9
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⋯ ⋯(1)
⋯ ⋯ .
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同时安装两个伸长或应变测量装置。
用光学方法测量伸长按 应，时6.6实验速度
根据有关材料的相关标准确定实验速度，如果缺少这方面的资料，可与有关方面根据 表 4.2 商定。
性模量、屈服点前的应弹定测力／应变性能及定拉伸强测度和最大伸长时，可能需要 采用不同的速度。对于每种实验速度，分别应使用单独的试 。样
性模量时弹定测，选验实的择速度尽可能使应应变速率接近每分钟1%标距。GB/T 1040 与受试材料相关的部分给出了适用于不同类型试样速度。
6.7 数据的记录
记录实验过程中样试承受的荷及与之对负线间标的应或夹具间距离的增量，此操作最 好采用能得到完整应力／应的自动线曲变记录系统［见第七章式（
根据应力／应或其他适当方法，测线曲变定需要的应力和应 。变
对于超出可接受破坏判据以外的诸种破坏，见5.2 和 5.3 的要求。
3）、式（ 4）和式（ 5）］。
4.3 的规定在试出测标上样量标 。线
测定拉伸称应标变ε t（见4.5）时，用夹具移动距离表示试样自由度的伸长长。
7结果计算和表示
7.1应力计算
根据试样的原始横截面积按式（
3）计算应力值：
?? ? ?⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
＝ ⋯ . （3）
??
式中：
? ?— 拉伸应力，单位为兆帕（ F— 所测的对应负荷，单位为牛（ 横截面，单积位为平方毫米（ 7.2应变计算
根据标距由式（ 4）或式（ 5）计算应变值：
ΔL0 ε＝ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
⋯ （.. 4）
MPa）； N）；
2）。A—试 样原始
mm
ε （％）＝
L0 L ΔL
×100 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ （5..）
式中：
ε—应变，用比或百分数表示； 值L0—试距，单标的样位为毫米（
mm）；
mm）。
6）或式（ 7）来计算由 2.5 定义的拉伸标称应变值:
ΔL
ΔL0—试样标记间长度的增量，位为单毫米（ 应当根据具间夹的初始距离由式（
εt＝ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
L
（.. 6）
ΔL εt（％）＝ ×100⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ L
（.7.）
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式中：
εt— 拉伸标称应变，用比值或者百分数表示；
L—夹具间的初始距离，单位为毫米（ mm）； ΔL —夹具间距离的增量，单位为毫米（ mm）；
7.3 模量计算
根据两个规定的应变值按式（ 8）计算由 2.6 定义的拉伸弹性模量：
Et= （? ?2- ??1）／（ ?2?- ?1?）⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯式中：
Et— 拉伸弹性模量，单位为兆帕（
MPa）;
? ?1—应变值ε1=0.0005时测量的力应，单位为兆帕（ MPa）； ? ?2—应变值ε2=0.0025时测量的力应，单位为兆帕（ MPa）；
使用计算机测量时，见2.6 注。
7.4 泊松比
根据两个互相垂直方向的应变值按式（
9）计算由 2.7 定义的泊松比：
?n?
μ n= ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯
（.. 9）??
式中：
μn— — 泊松比 ,以法向 n=b(宽度 )或 h(厚度 )上的无量纲比值表示 ε— —纵向应变 εn— —
n=b(宽度 )或 h(厚度 )时的法向应 。变
7.5统计分析参数 验实算计结果的算术平均值，如需要，可根据 ISO 2602:1980 的规定计算标准偏差和平均值
95%的置信区间。
7.6 有效数字
应力和模量保留三位有效数字，应变和泊松比保留两位有效数字。
11
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.. 8）（
⋯
.
.
