拉力試驗機四點彎曲試驗的標準

在拉力試驗機（或W能試驗機）上進行四點彎曲試驗時，需遵循相關國際或行業標準，以確保測試數據的準確性和可比性。以下是常見的四點彎曲試驗標準，涵蓋不同材料類型（金屬、塑料、復合材料、陶瓷等）：

1. 通用標準（適用于多種材料）

(1) ASTM D790 / ISO 178 - 塑料與復合材料的彎曲性能測試

適用范圍：剛性/半剛性塑料、纖維增強復合材料。

試樣尺寸：

矩形條狀，典型尺寸：80×10×4 mm（長×寬×厚）。

跨距（L）通常為試樣厚度的16倍（如64 mm）。

加載速率：通常1~2 mm/min，或按公式計算應變速率。

計算公式：

抗彎強度

（F：Z大載荷，m：載荷-位移曲線斜率）

(2) ISO 14125 - 纖維增強復合材料的彎曲性能

類似ASTM D790，但更側重復合材料層合板的測試。

2. 金屬材料標準

(1) ASTM E290 / ISO 7438 - 金屬材料的彎曲試驗

適用范圍：金屬板材、棒材的延展性評估。

測試類型：

四點彎曲：用于測定彈性模量、屈服強度。

三點彎曲：更常見于工藝性測試（如180°彎曲試驗）。

試樣要求：矩形或圓形截面，長度需滿足跨距要求。

3. 陶瓷與脆性材料標準

(1) ASTM C1161 - 陶瓷材料的四點彎曲強度測試

試樣尺寸：通常3×4×50 mm（寬×高×長）。

跨距比：

下支點跨距（L?）：40 mm，

上加載點跨距（L?）：20 mm（即L?/L?=2）。

加載速率：0.5 mm/min，避免動態沖擊。

(2) ISO 14704 - 精細陶瓷的彎曲強度測試

與ASTM C1161類似，但跨距比例可能不同。

4. 木材與建筑材料標準

(1) ASTM D143 / ISO 3133 - 木材的彎曲性能

試樣尺寸：20×20×300 mm（硬木）或更大尺寸。

跨距：通常為試樣高度的14~20倍。

(2) EN 12372 - 天然石材的抗彎強度測試

采用四點彎曲法，試樣尺寸通常為100×100×400 mm。

5. 四點彎曲試驗的關鍵參數

參數典型要求

跨距比通常L?（下支點跨距）: L?（上加載點跨距）= 2:1 或 3:1（如ASTM C1161）

加載速率0.5~2 mm/min（脆性材料慢速，韌性材料可稍快）

試樣對中必須嚴格居中，偏差≤1%跨距

數據采集記錄載荷-位移曲線，至少采樣10點/秒

環境條件標準實驗室環境（23±2°C，50±5% RH），除非材料標準另有規定

6. 試驗步驟（以ASTM D790為例）

試樣制備：按標準尺寸切割，確保表面無缺陷。

安裝夾具：

下支點：兩個固定圓柱支撐（跨距L?）。

上壓頭：兩個加載圓柱（跨距L?）。

對中調整：使用對中工具確保試樣與支點垂直。

預加載：施加微小載荷（如5 N）消除間隙。

正式測試：以規定速率加載至斷裂或Z大變形。

數據分析：計算抗彎強度、彎曲模量等參數。

7. 注意事項

夾具選擇：使用低摩擦圓柱形支座，避免局部壓潰。

脆性材料防護：加裝防護罩，防止碎片飛濺。

標準更新：定期核對新版標準（如ASTM/ISO可能修訂）。

總結

四點彎曲試驗的標準選擇取決于材料類型和測試目的：

塑料/復合材料：ASTM D790 / ISO 178

金屬：ASTM E290

陶瓷：ASTM C1161

木材/石材：ASTM D143 / EN 12372