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關于斷裂伸長率與斷裂拉伸/標稱應變的解讀

拉伸性能是塑料最基本的力學性能之一，是指在規定的溫度、濕度和試驗速度下，在試樣沿縱軸方向施加拉伸載荷使其破壞而表現出來的特性，包括拉伸強度、拉伸應變、拉伸模量等，針對各參數，GB/T1040標準中給出了明確的定義，現行2006版標準較92版變化最大的是反映材料韌性的指標以“斷裂拉伸應變”和“斷裂標稱應變”代替了“斷裂伸長率”，參數的定義存在區別，如果對這些參數理解不到位，可能會導致對材料評價不準及結果不一致的爭論，實際工作中也經常會碰到由于對現行標準中參數的定義不清楚而質疑數據的情況。本文對三個參數的定義、含義及計算方式進行對比討論。

上圖是塑料的拉伸應力-應變曲線，從圖上可以更直觀的分析。舊版標準中的斷裂伸長率是指試樣斷裂時標線間距離的增量與初始標距之比，用%表示。針對曲線圖中a、d類拉伸行為，斷裂伸長率可以簡單易行的表示材料的韌性。但是針對b、c類這種有屈服的韌性材料的拉伸行為會存在評價不準確的可能性，因為試樣拉伸過程中的伸長不僅僅表現在標線間部分。為了更準確的反映材料拉伸過程的實際伸長情況，現行標準對于b、c類等存在屈服點的材料，以“斷裂標稱應變”代替了“斷裂伸長率”，其計算方式是兩夾具之間距離(夾具間距)單位原始長度的增量，即以夾具間距離代替了初始標距，采用斷裂標稱應變可以更加客觀地評判塑料的韌性。另標準對于a、d類材料，以“斷裂拉伸應變”代替了“斷裂伸長率”，其計算方式與斷裂伸長率是一樣的，無實質性的改變。

綜上分析，對于拉伸過程中無屈服的塑料材料，參數為“斷裂拉伸應變”，其數值與斷裂伸長率數值相同；對于拉伸過程中存在屈服點的塑料材料，參數為“斷裂標稱應變”，其數值與斷裂伸長率不一致，一般后者大于前者。