拉力试验机四点弯曲试验的标准

在拉力试验机（或W能试验机）上进行四点弯曲试验时，需遵循相关国际或行业标准，以确保测试数据的准确性和可比性。以下是常见的四点弯曲试验标准，涵盖不同材料类型（金属、塑料、复合材料、陶瓷等）：

1. 通用标准（适用于多种材料）

(1) ASTM D790 / ISO 178 - 塑料与复合材料的弯曲性能测试

适用范围：刚性/半刚性塑料、纤维增强复合材料。

试样尺寸：

矩形条状，典型尺寸：80×10×4 mm（长×宽×厚）。

跨距（L）通常为试样厚度的16倍（如64 mm）。

加载速率：通常1~2 mm/min，或按公式计算应变速率。

计算公式：

抗弯强度

（F：Z大载荷，m：载荷-位移曲线斜率）

(2) ISO 14125 - 纤维增强复合材料的弯曲性能

类似ASTM D790，但更侧重复合材料层合板的测试。

2. 金属材料标准

(1) ASTM E290 / ISO 7438 - 金属材料的弯曲试验

适用范围：金属板材、棒材的延展性评估。

测试类型：

四点弯曲：用于测定弹性模量、屈服强度。

三点弯曲：更常见于工艺性测试（如180°弯曲试验）。

试样要求：矩形或圆形截面，长度需满足跨距要求。

3. 陶瓷与脆性材料标准

(1) ASTM C1161 - 陶瓷材料的四点弯曲强度测试

试样尺寸：通常3×4×50 mm（宽×高×长）。

跨距比：

下支点跨距（L₁）：40 mm，

上加载点跨距（L₂）：20 mm（即L₁/L₂=2）。

加载速率：0.5 mm/min，避免动态冲击。

(2) ISO 14704 - 精细陶瓷的弯曲强度测试

与ASTM C1161类似，但跨距比例可能不同。

4. 木材与建筑材料标准

(1) ASTM D143 / ISO 3133 - 木材的弯曲性能

试样尺寸：20×20×300 mm（硬木）或更大尺寸。

跨距：通常为试样高度的14~20倍。

(2) EN 12372 - 天然石材的抗弯强度测试

采用四点弯曲法，试样尺寸通常为100×100×400 mm。

5. 四点弯曲试验的关键参数

参数典型要求

跨距比通常L₁（下支点跨距）: L₂（上加载点跨距）= 2:1 或 3:1（如ASTM C1161）

加载速率0.5~2 mm/min（脆性材料慢速，韧性材料可稍快）

试样对中必须严格居中，偏差≤1%跨距

数据采集记录载荷-位移曲线，至少采样10点/秒

环境条件标准实验室环境（23±2°C，50±5% RH），除非材料标准另有规定

6. 试验步骤（以ASTM D790为例）

试样制备：按标准尺寸切割，确保表面无缺陷。

安装夹具：

下支点：两个固定圆柱支撑（跨距L₁）。

上压头：两个加载圆柱（跨距L₂）。

对中调整：使用对中工具确保试样与支点垂直。

预加载：施加微小载荷（如5 N）消除间隙。

正式测试：以规定速率加载至断裂或Z大变形。

数据分析：计算抗弯强度、弯曲模量等参数。

7. 注意事项

夹具选择：使用低摩擦圆柱形支座，避免局部压溃。

脆性材料防护：加装防护罩，防止碎片飞溅。

标准更新：定期核对新版标准（如ASTM/ISO可能修订）。

总结

四点弯曲试验的标准选择取决于材料类型和测试目的：

塑料/复合材料：ASTM D790 / ISO 178

金属：ASTM E290

陶瓷：ASTM C1161

木材/石材：ASTM D143 / EN 12372