美标：D-10
硬质泡沫塑料压缩性能的标准试验方法
范围
1.1本测试方法描述了确定刚性泡沫材料，特别是膨胀塑料的压缩性能的程序。
1.2以国标单位（SI）表示的数值视为标准。括号中的值仅供参考。
1.3本标准不解决与其使用相关的所有安全问题（如果有的话）。本标准的使用者有责任确定适当的安全和健康操作，并在使用前确定监管限制的适用性。
注1-本测试方法和ISO在技术上是等效的。
参考文件
ASTM标准
D塑料及电绝缘材料的调理方法
E4试验机验证操作规程
E83伸长计系统验证和分类的标准实施规程
E实践标准进行实验室间研究，以确定试验方法的精度
ISO标准
2.2.1硬质泡沫塑料压缩性能测定
3.术语
3.1定义
3.1.1试验机驱动系统位移值与实际试样位移的位移差
3.1.2一种修改测试仪器位移值的分析方法来使测量值符合性。
3.1.3压缩变形━由压缩载荷在试样的标距长度产生缩减量的单位表示。
3.1.4压缩应变━试样厚度的缩减量与其初始厚度之比。
3.1.5压缩强度━如果屈服点出现在10％变形之前（如图1a），或者在没有这种屈服点的情况下，10％变形的应力（如图1b所示）时屈服点处的应力。
3.1.6压缩应力（名义值）━试样在任何给定时刻承受的压力范围内的最小初始横截面的单位面积的压缩荷载，按单位面积表示。
3.1.7压缩应力-应变曲线图━图中的压缩应力值绘制相应的值作为横坐标和纵坐标压缩应变。
3.1.8压缩屈服点━应力-应变图的第一点，没有继续出现应力增加。
3.1.9传感器━装置用于直接测量试样的压缩变形与压缩挡板之间的距离。
3.1.10代替━压板运动后压板接触试样，用毫米或英寸表示。
3.1.11长度━用长度单位表示的试样的初始测量厚度。
3.1.12弹性模量━应力（名义值）对应于在单位面积上按最小初始面积表示的材料的比例极限内，压缩应力除以其相对形变。
3.1.13比例极限━材料能够承受的最大压力，而不会偏离应力-应变的比例（胡克定律），单位面积的强度表示。
4.意义与用途
4.1该测试方法提供了有关压缩载荷下泡沫材料性能的信息。获得测试数据，并且从完整的负载-变形曲线可以计算任何负载（例如比例极限负载下的压缩应力或最大负载下的压缩强度）下的压缩应力并计算有效弹性模量。
4.2压缩测试提供了获取研究和开发数据，质量控制，接受或拒绝根据规格和特殊目的的数据。在与标准测试的负载时间范围差别很大的应用中，对于工程设计而言，这些测试不能被认为是重要的。这种应用需要额外的测试，如碰撞，蠕变和疲劳。
4.3在进行这种试验方法之前，应参考正在试验的材料规范书。材料规范中所涵盖的任何试样制备、条件、尺寸或试验参数或其组合应优先于本试验方法中提到的那些试样。如果没有材料规范，则默认条件适用。
5.装置
5.1试验机━一种包括固定和可移动构件的测试仪器，用于驱动可移动构件（十字头）的驱动系统，相对于静止构件（基座）的均匀受控速度。试验机还应包括以下内容：
5.1.1负荷测量系统━压力测量系统能够准确地记录对试样施加压缩载荷。系统应标明负载值，准确度为测量值的±1%或更好。负载的测量系统的测量精度应与实践一致证实E4。
5.2压盘━两个平板，一个固定在测试仪器的固定底座上，另一个连接在移动的十字头上，将载荷传递给试样。这些板应大于试样加载表面，以确保试样加载均匀。建议一个压板装有一个球形阀座机构，以补偿试样加载表面的非平行性或测试仪器的底座和十字头的不平行性。
5.3位移测量系统━能够在测试过程中准确地记录试样的压缩变形，准确度为测量值的±1%或更好。这种测量是通过使用测试机十字头驱动系统或使用压缩压板位移的直接测量来完成的。
5.3.1压盘位移━该系统应采用落锤式弯沉仪直接读取上下压盘之间的距离。位移测量传感器的精度应按照E83规范进行验证，并应被分类为C类或更好的类别。
5.3.2试验机十字头驱动系统━该系统应使用十字头驱动系统的输出位置作为压盘位移的指示器。该系统只适用于测量小于1%的位移误差，或采用适当的合规的校正方法使误差减小到小于1%。
5.3.2.1确定驱动系统合规性━测试仪器驱动系统总是表现出一定程度的合规性，其特征在于所报告的十字头位移和实际施加给样品的位移之间的差异。这种差异是负载框架刚度，驱动系统缠绕，传感器顺应性和夹具顺应性的函数。这样的遵从性可以被测量，如果测试数据较显著，可以从试验数据中减去，以提高测试的准确性。确定合规性的过程如下：
（1）配置测试系统以匹配实际的测试配置。
（2）将两个压盘置于非常接近的位置，模拟零厚度试样。
（3）在压缩方向记录十字头位移和相应的载荷值时，以12.5mm（0.5in.）/min的速度移动十字头。
（4）将载荷增加到超过试样试验期间所期望的最高负荷的点。停止十字头并返回到预测试位置。
（5）记录的负荷-位移曲线，起始时压盘的彼此联系，定义为测试系统的合规性。
5.3.2.2进行合规性校正━使用5.3.2.1中创建的负载–位移曲线，测量每个给定负载值下的系统合规性。在每个给定负载值的每个样品测试曲线上，从每个记录的位移值中减去系统合规性。这将是第9节开始的计算中使用的新的荷载–位移曲线。
5.4用千分尺，游标卡尺或钢尺，测量试样的尺寸至精确度为测量值的±1％。
6.测量试样
6.1试样截面应为正方形或圆形，最小面积为25.8cm2（4in.2），最大面积为cm2（36in.2）。最小高度应为25.4mm（1in.），最大高度不得大于试样的宽度或直径。应注意使试样的加载端相互平行，并垂直于侧面。
注2–泡沫塑料不是理想的材料，根据试验条件，特别是试验厚度，压缩模量可能有显著不同。应使用普通测试条件来比较的数据。
6.2试样的所有表面应无明显的可见的缺陷或瑕疵。
6.3如果材料被怀疑是异向性的，则压缩载荷的方向必须与怀疑的异向性方向相对应。
6.4每个试样至少要测试五个样本。试样若有一些明显的缺陷应丢弃并另取重新测试，除非这些缺陷构成了希望研究的效果的变量。
7.调理
7.1试样调理━除非合同或相关内容另有规定，否则按照D实施程序A的规定，在23±2°C（73.4±3.6°F）和50±10％相对湿度条件下不少于40小时调理，在不一致的情况下，允许公差±1°C（±1.8°F），相对湿度为±5％。
7.2除非另有规定，否则应在标准实验室环境中23±2°C（73.4±3.6°F）和50±10％相对湿度下的进行测试。在不一致的情况下，公差应为±1°C（±1.8°F），相对湿度为±5％。
8.试验步骤
8.1测量试样的尺寸精度为测量的±1%，如下所示：
8.1.1厚度小于等于25.4mm（1in.）时，应使用最小面积为6.45cm2（1in.2）的刻度盘。将刻度盘压力保持在0.17±0.03KPa（0.±0.psi）。
8.1.2使用千分尺，游标卡尺或钢尺测量超过25.4毫米（1英寸）的尺寸。当使用滑动量具时，该量具的测量面与试样表面接触不产生压缩的痕迹。
8.1.3将每个测量记录为三次测量的平均值。
8.2将试样置于压盘之间，确保试样中心线与压盘的中心线对齐，并将负载尽可能均匀地分布在试样的整个加载表面上。如果试样就位，上压盘靠近，但不接触试样，它将加快测试过程。
8.2.1如果遵循5.3.2.1，将偏转计或压缩引伸计安装在压缩模板上。
8.3对于每个25.4mm（1in。）的试样厚度，开始沿方向移动压缩样品，横梁位移速度为2.5±0.25mm（0.1±0.01in。）/min。
8.4记录压缩盘位移和相应的载荷数据。该记录曲线将在5.3.2.1之后直接使用，或者可以按照5.3.2.2修改。
8.5压缩直至达到屈服点或直至试样已被压缩至其原始厚度的约13％，以先发生者为准。
8.5.1当规定时，可以使用10％以外的变形作为计算应力的点。在这种情况下，压缩试样比指定的变形大约多3％。在第9节和第10节中引用“10％变形”的地方替换规定的变形。
9.计算
9.1使用直尺或通过使用计算机软件，小心地延伸至零载重线，载荷–位移曲线的最陡的直线部分只检查载荷–位移曲线的下部。这就建立了“零变形”或“零应变”点（图1中的O点）。从这一点测量变形或应变计算的所有距离。
9.2沿着零载荷线从点O到测量10％试样变形的距离。在此点（图1中的M点）绘制一条与点P处的荷载-挠度或荷载-应变曲线相交的垂直线。
9.2.1如果在点P之前没有屈服点（如图1b所示），则读取点P处的载荷。
9.2.2如果在点P之前有一个屈服点（如图1中的点L），则读取负载并测量屈服点处的变形或应变百分比（距离O-R）。
9.2.3用试样的初始水平横截面积除以载荷（9.2.1或9.2.2）计算压缩强度。
9.3如果要求压缩模量，沿负荷挠度或荷载-应变曲线的最陡直线部分选择任何一点（如图1b中的点S）。读取负载并测量该点的变形或应变（距离O-T）。
9.3.1计算压缩弹性模量如下：
Ec=WH/AD(1)
式中：
Ec=压缩弹性模量，Pa(psi)
W=负荷，N(lbf)
H=试样初始高度，mm(in.)
A=初始水平横截面积,mm2（in.2）
D=变形，mm(in.)
9.3.2计算标准偏差值如下：
S=(2)
式中：
S=标准偏差，
x=单个试样测定值，
n=测定值个数，
X=一组试样测定值的算术平均值。
10.报告
10.1报告下列信息：
10.1.1测试材料的完整标识，包括类型，来源，代码编号，表格，主要尺寸，以前的历史记录等等。
10.1.2测试样本的数量如果不同于6.4中规定的数量。
10.1.3如果与第7节中规定的不同，则使用调节程序。
10.1.4试验室环境条件如果不同于第7节规定的条件。
10.1.5每个试样的数值，加上平均值和标准偏差，压缩模量（如果要求）和压缩强度。
10.1.6最大载荷下的变形为两位有效数字。
10.1.7测试日期。
11.精确度
11.1表1基于年根据E规程进行的循环实验，涉及三种材料由七个实验室测试。对于每种材料，所有试样都是在一个来源制备的，但个别试样是在实验室制备的。每个测试结果是七个单独测定的平均值。每个实验室获得了每种材料的六个测试结果。精确度的特点是重复性（Sr和r）和重现性（SR和R）已经确定，如表1所示。（注：对r和R的解释只是为了提供可借鉴的大致精度的方法，表1中的数据不适用于材料的接受或拒收，只能用来循环测试材料，不能代表其它批次，配方，条件，材料或实验室。这个方法的使用者应遵循E规范在实验室测试数据（或在实验室间）。）
11.1.1重复性r━代表相同材料两次测试结果的临界差，测试结果在同一天，有相同的操作者，在相同的实验室，用相同的设备测得。如两个试验结果之差超过材料的r值，则应判断该两个试验结果不等价。
11.1.2再现性R━代表相同材料再次测试结果的临界差，测试结果可以不在同一天，由不同的操作者，在不同的实验室，由不同的设备测得。如两个试验结果之差超过材料的R值，则应判断该两个试验结果不等价。
注3--表1中的精确数据是使用本测试方法中定义的测试条件获得的。如果材料规格定义了其他测试条件，则不适用该精度数据。
表1高精度数据
=在实验室标准偏差的指示材料。它是通过将所有参与实验室的试验结果的实验室标准偏差汇集起来的。
=实验室间重复性，表示为标准偏差。
=两个测试结果之间的实验室内临界时间间隔2.8。
=两个测试结果之间的实验室间临界间隔2.8。
12.关键词
12.1泡沫塑料;压缩模量;抗压强度