ASTM D3763-15 使用載重和位移感測器測定塑膠高速穿刺性能的標準試驗方法

美國材料與試驗協會（ASTM）制定的標準《ASTM D3763-15使用載荷和位移感測器測定塑膠高速穿刺性能的標準試驗方法》描述了一種在一定試驗速度範圍內測定硬質塑膠穿刺性能的試驗方法。本試驗方法所獲得的試驗數據具有相關性，適合於工程設計使用。

就本標準而言，「ASTM D883-22 塑膠標準術語」和「ASTM D1600-18 塑膠縮寫標準術語」中給出的術語和定義有效。

此測試方法主要用於提供多軸變形條件下塑膠在衝擊速度下的載重-變形響應。此測試方法還可以測量材料對衝擊的速度敏感度。

多軸衝擊響應雖然部分依賴厚度，但不一定與試樣厚度呈線性相關性。因此，除非已經為材料建立了特定的響應厚度公式，否則應僅對厚度基本上相同的樣本進行比較。

對於許多材料來說，可能存在要求使用此測試方法的規範，但在遵守規範時可能會有一些優先的程序變更。因此，建議在使用該測試方法之前查閱材料規格。

試驗所使用的機器應由兩個組件組成，一個固定，另一個透過適當的方法（液壓、氣動、機械或重力動力）驅動，以獲得所需的衝擊速度。

• 夾具組件由兩個平行的剛性板組成，每個板的中心都有一個直徑為 76,0 毫米± 3,0 毫米的孔。孔邊緣應圓整，半徑為 0,8 公釐±0,4 公釐。必須施加足夠的力（機械、氣動或液壓）以防止樣品在衝擊過程中在夾具中滑落。
• 活塞組件由一根直徑為 12,70 毫米±0,13 毫米的鋼棒和一個直徑相同的半球形末端組成，垂直於夾具孔並位於夾具孔的中心。
• 本標準所給的尺寸必須是標準幾何尺寸。如果使用其他活塞或孔徑尺寸，則應在報告中反白顯示。各種幾何形狀之間的相關性尚未確定。
• 負載感測系統是一個具有足夠高的固有諧振頻率的稱重感測器，它與校準網路一起使用來調整負載靈敏度。
• 活塞位移測量系統是監測移動組件在加載和完全穿透樣品過程中的位移的一種方法。這可以透過使用直接連接到系統的合適的轉換器或電位器來實現。攝影或光學系統也可用於測量位移。或者，可以使用微處理器計算位移，該位移是初始衝擊時的速度和總可用能量以及負載增量與時間的關係的函數。一些機器使用加速度計，其輸出用於計算負載和位移。
• 任何顯示和記錄設備可用於顯示和記錄由負載和位移感測系統開發的數據，只要響應特性足以以最小的失真呈現感測數據。記錄器同時記錄載重和位移。最原始的設備是帶有相機的陰極射線示波器。這種方法還需要一個偏振儀或其他合適的設備，可以 65% 的精度測量事件的載荷-位移軌跡下的面積。更先進的系統已在商業上可用。其中許多涉及計算機數據縮減和結果的自動輸出。

樣品必須夠大才能被夾具充分夾住。一般來說，最小橫向尺寸應比夾具孔的直徑至少大 13 毫米。樣品可以從注塑、擠壓或壓縮成型的金屬板上切割下來，或鑄造或模塑成一定尺寸。

除非合約或適用的 ASTM 材料規範另有規定，否則試驗樣品應依照 ASTM D618 的程序 A 進行調節。除非合約或相關 ASTM 材料規範另有規定，溫度和濕度公差應符合本標準和 ASTM D618。測試在與調節相同的溫度和濕度下進行，公差符合本標準。透過調節給定的測試速率並以受控方式改變測試溫度，可以確定大多數塑膠從延展性到脆性的轉變溫度。

為了在自動化測試期間實現環境溫度以外的高吞吐量，通常需要將樣品堆疊在柱子中，並且樣品之間沒有氣流。為了確保符合 ASTM D618 標準，必須確定特定材料達到平衡的時間。熱電偶可以放置在樣品堆的中間，其高度等於其最小寬度。確定在所需測試溫度下達到平衡的時間。

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