1 测试方法概述

1.1 矩形横截面试样的挠性测试，有如下两种方法。扁平或“厚板”横梁模式（方法A），沿层或“托梁”模式（方法B）。

1.1.1 横梁支撑在两支点上，在其上加载两个点（通过两个加载点），每个点与相邻支撑点间的距离相同。在加载点间的距离（也就是载荷间距）是支撑间距的三分之一。

1.1.2 弯曲试件直到外部纤维出现断裂或达到大外部纤维应变的3%，以先发生的为准。

图1 载荷图

2 意义和使用

2.1 使用这些试验方法所确定的挠曲特性对于科研、质量控制、合格或不合格以及特殊目的都极为有用。

2.2 试件深度、温度、环境条件以及试验方法A和B中应变率的不同等，都将影响挠曲特性的结果。

3 仪器

3.1 试验机——合适的试验机可用来操作运动率恒定的活动头，且所测量的大载荷精度可达到±1%。其需配备一个挠度测量装置。在试验过程中，试验机的刚度必须使系统总的弹性变形不超过测试试件总挠度的1%，或必须满足合适的校正。载荷指示器应摆脱横梁运动率上的惯性落后。应根据惯例E4来校正测试机精度。

3.2 载荷点和支撑物——载荷点和支撑物应为圆柱面。为避免过度的凹痕，以及由于载荷点而造成的应力集中失效，用在所有试件上的载荷点和支撑物半径应至少为0.5英寸[12.7mm]。如果在与载荷点接触的表面上发生显著的凹痕或压缩破坏，则载荷点的半径应增加至试件深度的1.5倍（参见图2）。

注2——测试数据表明，载荷点和支撑物尺寸足以影响挠曲模量值。载荷点和支撑物尺寸必须列明在试验报告上。

4 测试试件

4.1 试件应为所生产的实际大小，然后将其切成段来进行试验。不得改变其初始外表面。名义上，支撑间距和深度的比值应为16:1。

4.2 对于试验方法A（扁平或“厚板”试验），试件深度尺寸必须厚或小。对于试验方法B（沿层或“托梁”），其试件尺寸厚度应小，且深度应宽。对于所有的试验，支撑间距必须是横梁深度的16倍（公差+4和-2）。试件应足够长，以便两端能至少伸出支撑间距10%的距离。悬伸足以阻止试件从支撑物上滑落。

注 1——（A）= 小半径=12.7mm; (B)= 大半径=试件深度的1.5倍

图2 小和大半径的四个载荷点和支撑物

5 测试试件数

5.1 每个样品，必须测试5个试件。

6 条件

6.1 试件条件——根据标准D618上的步骤A，在进行测试前，被测试件应放置在温度为73.4±3.6°F [23±2°C]，相对湿度为50±5%的环境下至少达40小时。在未满足的情况下，温度和湿度公差应分别为±1.8°F [±1°C] 和±2%。

6.2 试验条件——除非测试方法有具体介绍，否则应在标准实验室环境下（温度为73.4±3.6°F [23±2°C]和相对湿度为50±5 %）来进行试验。在未满足的情况下，温度和湿度公差应分别为±1.8°F [±1°C] 和±2%。

7 步骤

7.1 测试方法A：

7.1.1 扁平或“厚板”试验：

7.1.2 在每次测量时，请使用未经测试的试件。沿产品长度方向，应测量数个点的试件宽度（精度为1%），然后记录平均值。并测量数个点的试件深度，并记录平均值（更多信息请查看测试方法标准D5947）。

7.1.3 按照章节7中所描述的方法来选择所使用的支撑间距，并将支撑间距设置在确定值1%的偏差范围内。

7.1.4 按如下方法来计算横梁运动率，并将设备尽可能的设置成载荷间距为支撑间距1/3时的计算率：

R=0.185ZL²/d          

其中：

R=横梁运动率，英寸/分钟[毫米/分钟]，

L=支撑间距，英寸[毫米]，

d=横梁深度，英寸[毫米]，

Z=外部纤维的应变率，英寸/英寸/分钟[毫米/毫米/分钟]。Z应等于0.01。

在任何情况下，实际的横梁率都必须与方程式1中的计算值近似，公差值多为±10%。

7.1.5 将载荷点和支撑物对齐，以便圆柱面的轴平行，且载荷间距是支撑间距的1/3。通过装有平行槽的托盘来检测平行度（如果正好对齐的话，载荷点和支撑物应能正好卡在槽中）。将试件放在支撑物中心，使试件的长轴与载荷点和支撑物垂直。所组装的载荷点必须确保其不会转动。

7.1.6 以特定横梁运动率来对试件进行加载，同时采用负荷-挠度数据。测量在间距中心位置上的挠曲。使用足够的补偿来校正试件位置和凹痕，以及设备的挠曲。应绘制应力应变曲线来确定弯曲强度，弹性模量和1%应力下的正切模数。

7.1.7 如果外部纤维大应变已达到0.03英寸/英寸[毫米/毫米]，而试件上却没有发生破裂，应终止测试。应按如下方程式来计算该应变下的挠曲（载荷间距是支撑间距的1/3），其中r等于0.03英寸/英寸[毫米/毫米]：

D=0.21 rL²/d      

其中：

D=跨距中点挠曲，英寸[毫米]，

r=应变，英寸/英寸[毫米/毫米]，

d=横梁深度，英寸[毫米]。

注3——对于一些产品，在试验方法B下，增加应变率（在应变极限范围的3%内）将导致试件屈服、断裂，或两者都有。

注4——在大应变的3%下，如果产品没有断裂，则该试验方法没有显示真实的挠曲强度。

7.2 试验方法B：

7.2.1 沿层或“托梁”试验：

7.2.2 按照试验方法A来执行，但Z外部纤维的应变率值应在0.002和0.003英寸/英寸/分钟[毫米/毫米/分钟]之间除外。

7.2.3 横向支承——沿层或“托梁”进行测试时，在载荷且横向不稳定的情况下，其深宽比率更大，特别当试件已断裂。为了在试验过程中保证稳定性和安全性，在测试这类试件时，需要添加横向支承。至少应在载荷点及反应点间的中心位置上提供横向支承装置。在测试过程中，可根据稳定性和安全性的需要，提供更多的支承。每个支承在无摩擦限制的情况下应能进行垂直运动，但需限制横向偏转。

8 计算

8.1 大纤维应力——当在横梁两中心点上加载荷，且其由两个外点来支撑时，外部纤维上的大应力发生在确定载荷间距的两中心载荷点上。对于矩形横截面，该应力可用如下方程式来计算（产生挠曲的任何在负荷-挠度曲线上的点），载荷间距是支撑间距的1/3。

S=PL/bd²         

其中：

S=载荷间距间的外部纤维应力，磅/平方英寸[MPa],

P=负荷-挠度曲线上任意点的横梁总载荷，Ib[N]，

L=支撑间距，英寸[毫米]，

b=横梁宽度，英寸[毫米]，

d=横梁深度，英寸[毫米]。

注5——方程式3应严格适用在达到断裂点应变且应力成线性比的产品中，其应变较小。由于情况总非如此，因此在使用这个方程式时，会有轻微的误差。然而，该方程式可用来对比数据，以及说明本文步骤中所描述的被测试件大3%的纤维应变值。

图3 横向支承示例

8.2 挠曲强度(弯曲极限强度))——挠曲强度与在大载荷、断裂载荷或当应变达到3%时，外部纤维所受的大应力相同，以先发生的为准。通过方程式3来计算，并使P等于大载荷、断裂载荷或根据应变3%时的挠曲，以先发生的为准。

8.3 在特定应变下的应力——当外部纤维应变达到3%时，一些产品既不断裂也不显示真实的屈服点。在这种情况下，应根据方程式3来计算任何指定应变下的大纤维应力（P等于负荷-挠度曲线上所需应变所对应的挠曲）。

8.4 大应变——外部纤维上的大应变也发生在跨距中点上，且其应根据如下方程式来计算（载荷间距是支撑间距的1/3）：

r=4.70Dd/L²             

其中，D，d，L和r与方程式2上的相同。

8.5 弹性模量——当存在胡克区域（成比例区域）时，应在载荷应变曲线上画条与初始直线相切的切线来计算。选择这个直线段上的任意点，使用该点相对应的弯曲应力来除以应变。测量点为延长的切线与应变轴相交的点。单位为psi [MPa]，应记录三个重要数值。

8.6 正割弹性模量——正割弹性模量是直线（连接应力应变关系曲线上的原点和被选点）的斜率。单位为psi [MPa]。一般情况下，所选点应在特定的应力或应变上选择。其值应根据方程式5来计算，其中m等于应力应变关系曲线上切线的斜率。

E_B=S_B/r_B       

其中：

E_B= 挠曲弹性的正割模数，psi [MPa]，

r_B= 确定挠曲弹性的正割模数后所对应的应变，英寸/英寸[毫米/毫米]，比如，0.01英寸/英寸，

S_B= 根据r_B值，在应变曲线上的应力值，指定的应变水平，psi。

注6——提供非矩形横截面，从方程1到方程4所对应的方程式。这也适用于空心型材以及载荷间距不是支撑间距的1/3的情况。

8.7 弦向模量——在一些情况下，需要计算弦向模量。在负荷-挠度曲线上，弦向模量是连接大应力10%和40%，或大外部纤维应变3%（以先发生的为准）的应力所对应的点而形成的直线的斜率。

8.8 算术平均值——对于每套试验，算术平均值应取三个重要数值来计算，并显示为“平均值”。

8.9 标准偏差——应按如下方法来计算标准偏差，并记录两个重要数值：

其中：

s=预计的标准偏差，

   x=单个观测的数值，

   n=观测的次数，

   x=整套观测值的平均值。