2024年5月10日发(作者：唐泽洋)
第４Ｏ卷 第８期
２０１２年８月
聚氯乙烯
Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ
Ｖｏ１．４０，Ｎｏ．８
Ａｕｇ．，２０１２
【加工与应用】
ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服点的确定
郑休宁 ，张德伟 ，扈廷勇
（１．广西梧州五一塑料制品有限公司，广西梧州５４３０００；
２．梧州市产品质量监督检验所，广西梧州５４３００２）
［关键词］ＰＶＣ—ｕ；屈服点‘拉伸屈服应力；测定
［摘要］介绍了塑料管材拉伸屈服应力相关标准内容，分析了不同性能的ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线特性，讨
论了ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服点的确定方法，剖析了目前拉伸屈服应力测量工作的现状。
［中图分类号］ＴＱ３２５．３ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００９—７９３７（２０１２）０８—００２１—０３
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ＰＶＣ—Ｕ ｐｉｐｅｓ
ＺＨＥＮＧ Ｘｉｕｎｉｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｄｅｗｅｉ ，ＨＵ Ｔｉｎｇｙｏｎｇ
（１．Ｇｕａｎｇｘｉ Ｗｕｚｈｏｕ Ｗｕｙｉ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔ，Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｗｕｚｈｏｕ ５４３０００１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｗｕｚｈｏｕ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｚｈｏｕ ５４３００２，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ－－Ｕ；ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ；ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｔ ｙｉｅｌｄ；ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｔ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｉｐｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏ—
ｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＰＶＣ－Ｕ ｐｉｐｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｃｒｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａ—
ｌｙｚｅｄ．Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏ ｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ ｏ ｆ ＰＶＣ－Ｕ ｐｉｐｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｔ ｙｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ｄｉｓｓｅｃｔｅｄ．
目前，尽管市场上推出了多种新型塑料管道，但
《热塑性塑料管材拉伸性能的测定》。ＩＳＯ ６２５９是
ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ三大传统管道仍占据主要的市场份 在ＩＳＯ ５２７（（塑料拉伸性能的测定》基础上起草制定
额，其中ＰＶＣ管道的产量占塑料管道总产量的 的，在拉伸性能的定义与描述上，ＩＳＯ ５２７比ＩＳＯ
５０％左右［１］。涉及拉伸屈服应力（ＧＢ／Ｔ ５８３６．１—
６２５９详细。与高分子材料理论一致，ＩＳＯ ５２７—１
２００６￣建筑排水用硬聚氯乙烯（ＰＶＣ—ｕ）管材》将其
１９９３对拉伸屈服应力的定义为：出现应力不增加而
定义为“拉伸屈服强度”）的塑料管材主要为ＰＶＣ管
应变增加时的最初应力（以ＭＰａ为单位），该应力可
材。
能小于能达到的最大应力。这说明，塑料拉伸屈服
对于ＰＶＣ管材拉伸性能的试验方法，相关的国
点为应力上升过程中的第１个峰值点——上屈服
家标准、行业标准和企业标准基本参照了ＧＢ／Ｔ
点。
８８０４－－２００３￣热塑性塑料管材拉伸性能测定》。但
ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中典型的拉伸应力一应变曲
ＧＢ／Ｔ ８８０４－－２００３没有拉伸屈服点的明确定义，这
线见图１。图１中，曲线ａ为无屈服点的脆性材料；
直接影响到ＰＶＣ管材拉伸屈服应力的准确测定。
曲线６、Ｃ为有屈服点（ ）的韧性材料；曲线ｄ为无
１塑料管材拉伸屈服应力相关标准内容
屈服点的韧性材料，即软质ＰＶＣ制品常见的拉伸曲
ＧＢ／Ｔ ８８０４－－２００３等效采用了Ｉｓ０ ６２５９：１９９７
线。
＊
［收稿日期］２０１２—０２—２７
［作者简介］郑休宁（１９７３一），男，汉族，广西梧州人，工程师，本科，目前从事自动化、仪表和计量管理工作。
２１
囊 聚氯乙烯 ２Ｏ１２年
｝‘
ｔ ：／ Ｌ／ ／’
ｄ
｜ ．
ｆ ／ ，、 三 ）
Ｊ ／／
、｜ｆ ，
一一 ，一＾
ｋ
／，
．
’
．
Ｉ￡２ ｓＢ ％ ｂ
８Ｍ Ｍ Ｍ
￡一
图１ ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中典型的应力一应变曲线
Ｆｉｇ．１ Ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ ｃａｒｖｅｓ ｉｎ ＩＳＯ ５２７。１：１９９３
关于塑料拉伸性能测定的一般条件，ＧＢ／Ｔ
８８０４．１—２００３经ＩＳＯ ６２５９—１：１９９７最终溯源到
ＩＳＯ ５２７—１：１９９３，故ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中关于塑料
拉伸屈服点的定义适用于以ＧＢ／Ｔ ８８０４．１／２—
２００３为方法标准的各种ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服应
力的测定。
２ ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服应力测定中存在
的问题与解决措施
２．１拉伸曲线特性分析
笔者测定了２种不同拉伸强度的ＰＶＣ—Ｕ管
材的拉伸性能，结果如图２所示。
图２ 不同材质ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸曲线对比
Ｆｉｇ．２ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｃｕｒｖｅ ｂｅｔｗｅｅｎ
ＰＶＣ－Ｕ ｐｉｐｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ
曲线Ａ为高拉伸强度ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲
线，其与图１中的曲线Ｃ相似，ａ点为符合ＩＳＯ
５２７—１：１９９３定义的拉伸屈服点；曲线Ｂ为低拉伸
强度ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线，ｄ点为拉伸断裂
点，Ｃ点附近的拉伸屈服点并不十分明确。这说明
性能不同的ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线存在差异，有
２２
的存在明确的拉伸屈服点，有的则在断裂前无明显
的拉伸屈服点。
具有曲线Ｂ特征的不同厂家生产的ＰＶＣ—Ｕ
管材，其拉伸过程中的外观变化也不同，有的样条在
断裂前难以观察到屈服起始现象（样条变细、变长），
有的则在Ｃ点附近存在轻微的但可观察到的屈服起
始现象。
低拉伸强度的ＰＶＣ—Ｕ管材中填料用量一般
较多，在拉伸过程中填料颗粒与材料基体的接触界
面脱开、形成空穴的概率较高，这会导致２种情况：
①材料为脆性断裂，没有屈服现象与屈服点，如图１
中的曲线ａ；②材料发生不明显的屈服后断裂，如图
２中的曲线Ｂ。通过以上分析可知：曲线Ｂ不属于
图１中的典型曲线，因此不能按照ＩＳＯ ５２７—１：
１９９３来确定曲线Ｂ的拉伸屈服点。
２．２ 曲线Ｂ的适用标准
按标准说明，ＧＢ／Ｔ ８８０４．１—２ｏ０３适用于各种
热塑性塑料管材，而ＧＢ／Ｔ ８８０４．２—２００３则适用于
各种用途的ＰＶＣ—Ｕ、ＰＶＣ—Ｃ和ＰＶＣ—ＨＩ管材，
均无材料配方成分与拉伸曲线特征的限制。ＧＢ／Ｔ
５８３６．１—２ｏ０６等标准对制品中ＰＶＣ树脂含量下限
有要求，但对拉伸曲线特征无限制。因此，符合图２
中曲线Ｂ特征的ＰＶＣ—Ｕ管材，应当按照ＧＢ／Ｔ
８８０４．ａ／２—２ｏ０３来测量其拉伸屈服应力。由于
ＧＢ／Ｔ ８８０４．１／２—２Ｏ０３没有拉伸屈服点的定义，给
准确测量曲线Ｂ的拉伸屈服应力带来了困难，对此
笔者进行了探讨。
２．３ 曲线Ｂ拉伸屈服应力的测量
按照ＮＹ／Ｔ ６６９－－２００３｛建筑排水用再生塑料
管材》生产的ＰＶＣ—Ｕ管材，以及按照某些企业标
准生产的ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线具备图２中曲
线．Ｂ的特征。对于这类管材，无论质量监督检验机
构出于质量监督工作的需要，还是ＰＶＣ—Ｕ管材生
产厂家为了控制产品质量，均有准确测定其拉伸屈
服应力的需要。
对于图１中的曲线ｄ，ＩＳＯ ５２７—１：１９９３采用
“
ｚ％应变拉伸应力”指标测定材料的拉伸屈服应
力。其中，“ｚ％应变拉伸应力”为由产品标准规定
的或有关方面商定的在应变达到规定值（ｚ％应变）
时材料的拉伸应力。图２中曲线Ｂ与图１中曲线ｄ
的情况相似，均无明确的拉伸屈服点，如果也采用设
定“ ％应变拉伸应力”的方法来测量曲线Ｂ的拉伸
屈服应力，对于通过外观可看出拉伸屈服起始现象
的材料，则会存在较大的误差。
第８期 郑休宁等：ＰＶＣ—Ｖ管材拉伸屈服点的确定 戮ｉ黑Ｉ＇ ｔ ｉｌｌ！
笔者认为，对于图２中曲线Ｂ的情况，拉伸曲
线由弹性形变区上升到塑性形变平台区的起始点ｃ
较“ｚ％应变点”与拉伸断裂点ｄ更接近材料弹性形
变最大值，更接近材料真实的拉伸屈服点，所测得的
拉伸屈服应力更合理。这种方法是考虑了操作可行
性而采用的近似方法。ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中以试样
的原始截面积代替拉伸屈服点时的截面积作为拉伸
屈服应力测定试样截面积，也是采用类似的近似方
里，Ｃｏｐｌａｎ法更接近ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中“拉伸屈
服点为应力上升的第１个峰值点”的拉伸屈服点确
定思路。采用Ｃｏｐｌａｎ法，通过电子拉力机的软件计
算，可准确得出曲线Ｂ中ｃ点位置。
因此，无论使用机械杠杆式拉力机还是电子拉
力机，将拉伸曲线从弹性形变区上升到塑性形变平
台区的起始点Ｃ定义为拉伸屈服点进行拉伸屈服应
力的测量，在操作上均具有良好可行性。
法。
２．４ 曲线Ｂ拉伸屈服应力实际测定情况分析
目前，测定材料拉伸性能的设备分２类：机械杠
杆式拉力机和电子拉力机。机械杠杆式拉力机可准
确测量材料的最大拉伸力和拉伸断裂应变，电子拉
力机则便于根据拉伸曲线特性自动按照软件或检验
人员设定的多个拉伸性能点测定材料的拉伸性能。
虽然图２中曲线Ｂ无明确屈服点，且从弹性形
变区上升到塑性形变平台区时存在应力的平缓上
升，但机械杠杆式拉力机仍可根据Ｃ点附近拉伸应
力增幅减小的趋势及试验中观察到的材料出现的屈
服起始现象，较准确地估计出Ｃ点位置。
另一方面，目前电子拉力机一般都可以通过软
件来计算出Ｃ点位置。常用的拉伸屈服点计算方法
有Ｍｅｒｅｄｉｔｈ法（平行线法）、偏离阈值法、Ｃｏｐｌａｎ法、
角平分线法、垂线法等经典方法，见图３Ｅ 。
（ａ）Ｍｅｒｅｄｉｔｈ法和偏离阈值法
０
（ｂ）Ｃｏｐｌａｎ法、角平分线法和垂线法
图３常用的拉伸屈服点计算方法
Ｆｉｇ．３ Ｃｏｍｍｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ
笔者建议采用图３（ｂ）中的Ｃｏｐｌａｎ法来计算曲
线Ｂ的Ｃ点位置。因为在图３中的４种计算方法
需要注意的是，由于ＧＢ／Ｔ ８８０４．１—２Ｏ０３中并
无拉伸屈服点的明确定义，因此对于如何采集图２
中曲线Ｂ的拉伸屈服点难以得到标准上的充分支
持。使用电子拉力机测定时，由于测量软件设计者
或检验人员对材料拉伸屈服点定义的认定存在差
异，或者检验人员误用检验标准（金属与塑料对拉伸
屈服点的定义并不相同），容易造成测得的拉伸屈服
应力不正确。笔者对多个厂家的拉伸试验机的测量
软件进行分析发现，对于存在图２中曲线Ｂ那样应
力平台区的试样，这些测量软件通常以材料最大拉
力的拉伸强度作为材料的拉伸屈服应力，这是不合
理的。刘山生对我国塑料拉伸性能测试能力验证的
统计分析也表明：在塑料拉伸屈服应力测定方面，由
于检验人员与测量软件存在问题导致拉伸屈服应力
测试结果存在误差并非个别现象Ｉ－ 。因此，从事
ＰＶＣ—Ｕ管材质量分析的检验人员应对拉伸屈服
应力的测量给予高度重视。 －
３ 结论
ＧＢ／Ｔ ８８０４．１—２００３中并无拉伸屈服点的明
确定义，给ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服应力的测定带来
不便。依据ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中拉伸屈服点的定
义，部分ＰＶＣ—Ｕ管材存在明确的拉伸屈服点，但
部分ＰＶＣ—Ｕ管材并无明显的拉伸屈服点。对于
后者，以拉伸曲线由弹性形变区上升到塑性形变平
台区的起始点作为材料的拉伸屈服点，可较准确、方
便地测定材料的拉伸屈服应力。
［参考文献］
［１］林少全．中国塑料管道新产品和新型塑料管道系统［Ｊ］．
中国塑料，２０１０（６）：１—５．
［２］于伟东．纤维典型拉伸曲线及指标计算中的基本问题
［Ｊ］．西安工程学院院报，２００３（９）：２２９—２３５．
［３］刘山生．我国塑料拉伸屈服性能的测试水平与存在问题
分析［Ｊ］．中国塑料，２００９（３）：９０—９４．
［编辑：杨 彬］
2024年5月10日发(作者：唐泽洋)
第４Ｏ卷 第８期
２０１２年８月
聚氯乙烯
Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ
Ｖｏ１．４０，Ｎｏ．８
Ａｕｇ．，２０１２
【加工与应用】
ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服点的确定
郑休宁 ，张德伟 ，扈廷勇
（１．广西梧州五一塑料制品有限公司，广西梧州５４３０００；
２．梧州市产品质量监督检验所，广西梧州５４３００２）
［关键词］ＰＶＣ—ｕ；屈服点‘拉伸屈服应力；测定
［摘要］介绍了塑料管材拉伸屈服应力相关标准内容，分析了不同性能的ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线特性，讨
论了ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服点的确定方法，剖析了目前拉伸屈服应力测量工作的现状。
［中图分类号］ＴＱ３２５．３ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００９—７９３７（２０１２）０８—００２１—０３
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ＰＶＣ—Ｕ ｐｉｐｅｓ
ＺＨＥＮＧ Ｘｉｕｎｉｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｄｅｗｅｉ ，ＨＵ Ｔｉｎｇｙｏｎｇ
（１．Ｇｕａｎｇｘｉ Ｗｕｚｈｏｕ Ｗｕｙｉ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔ，Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｗｕｚｈｏｕ ５４３０００１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｗｕｚｈｏｕ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｚｈｏｕ ５４３００２，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ－－Ｕ；ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ；ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｔ ｙｉｅｌｄ；ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｔ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｉｐｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏ—
ｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＰＶＣ－Ｕ ｐｉｐｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｃｒｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａ—
ｌｙｚｅｄ．Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏ ｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ ｏ ｆ ＰＶＣ－Ｕ ｐｉｐｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｔ ｙｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ｄｉｓｓｅｃｔｅｄ．
目前，尽管市场上推出了多种新型塑料管道，但
《热塑性塑料管材拉伸性能的测定》。ＩＳＯ ６２５９是
ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ三大传统管道仍占据主要的市场份 在ＩＳＯ ５２７（（塑料拉伸性能的测定》基础上起草制定
额，其中ＰＶＣ管道的产量占塑料管道总产量的 的，在拉伸性能的定义与描述上，ＩＳＯ ５２７比ＩＳＯ
５０％左右［１］。涉及拉伸屈服应力（ＧＢ／Ｔ ５８３６．１—
６２５９详细。与高分子材料理论一致，ＩＳＯ ５２７—１
２００６￣建筑排水用硬聚氯乙烯（ＰＶＣ—ｕ）管材》将其
１９９３对拉伸屈服应力的定义为：出现应力不增加而
定义为“拉伸屈服强度”）的塑料管材主要为ＰＶＣ管
应变增加时的最初应力（以ＭＰａ为单位），该应力可
材。
能小于能达到的最大应力。这说明，塑料拉伸屈服
对于ＰＶＣ管材拉伸性能的试验方法，相关的国
点为应力上升过程中的第１个峰值点——上屈服
家标准、行业标准和企业标准基本参照了ＧＢ／Ｔ
点。
８８０４－－２００３￣热塑性塑料管材拉伸性能测定》。但
ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中典型的拉伸应力一应变曲
ＧＢ／Ｔ ８８０４－－２００３没有拉伸屈服点的明确定义，这
线见图１。图１中，曲线ａ为无屈服点的脆性材料；
直接影响到ＰＶＣ管材拉伸屈服应力的准确测定。
曲线６、Ｃ为有屈服点（ ）的韧性材料；曲线ｄ为无
１塑料管材拉伸屈服应力相关标准内容
屈服点的韧性材料，即软质ＰＶＣ制品常见的拉伸曲
ＧＢ／Ｔ ８８０４－－２００３等效采用了Ｉｓ０ ６２５９：１９９７
线。
＊
［收稿日期］２０１２—０２—２７
［作者简介］郑休宁（１９７３一），男，汉族，广西梧州人，工程师，本科，目前从事自动化、仪表和计量管理工作。
２１
囊 聚氯乙烯 ２Ｏ１２年
｝‘
ｔ ：／ Ｌ／ ／’
ｄ
｜ ．
ｆ ／ ，、 三 ）
Ｊ ／／
、｜ｆ ，
一一 ，一＾
ｋ
／，
．
’
．
Ｉ￡２ ｓＢ ％ ｂ
８Ｍ Ｍ Ｍ
￡一
图１ ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中典型的应力一应变曲线
Ｆｉｇ．１ Ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ ｃａｒｖｅｓ ｉｎ ＩＳＯ ５２７。１：１９９３
关于塑料拉伸性能测定的一般条件，ＧＢ／Ｔ
８８０４．１—２００３经ＩＳＯ ６２５９—１：１９９７最终溯源到
ＩＳＯ ５２７—１：１９９３，故ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中关于塑料
拉伸屈服点的定义适用于以ＧＢ／Ｔ ８８０４．１／２—
２００３为方法标准的各种ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服应
力的测定。
２ ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服应力测定中存在
的问题与解决措施
２．１拉伸曲线特性分析
笔者测定了２种不同拉伸强度的ＰＶＣ—Ｕ管
材的拉伸性能，结果如图２所示。
图２ 不同材质ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸曲线对比
Ｆｉｇ．２ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｃｕｒｖｅ ｂｅｔｗｅｅｎ
ＰＶＣ－Ｕ ｐｉｐｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ
曲线Ａ为高拉伸强度ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲
线，其与图１中的曲线Ｃ相似，ａ点为符合ＩＳＯ
５２７—１：１９９３定义的拉伸屈服点；曲线Ｂ为低拉伸
强度ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线，ｄ点为拉伸断裂
点，Ｃ点附近的拉伸屈服点并不十分明确。这说明
性能不同的ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线存在差异，有
２２
的存在明确的拉伸屈服点，有的则在断裂前无明显
的拉伸屈服点。
具有曲线Ｂ特征的不同厂家生产的ＰＶＣ—Ｕ
管材，其拉伸过程中的外观变化也不同，有的样条在
断裂前难以观察到屈服起始现象（样条变细、变长），
有的则在Ｃ点附近存在轻微的但可观察到的屈服起
始现象。
低拉伸强度的ＰＶＣ—Ｕ管材中填料用量一般
较多，在拉伸过程中填料颗粒与材料基体的接触界
面脱开、形成空穴的概率较高，这会导致２种情况：
①材料为脆性断裂，没有屈服现象与屈服点，如图１
中的曲线ａ；②材料发生不明显的屈服后断裂，如图
２中的曲线Ｂ。通过以上分析可知：曲线Ｂ不属于
图１中的典型曲线，因此不能按照ＩＳＯ ５２７—１：
１９９３来确定曲线Ｂ的拉伸屈服点。
２．２ 曲线Ｂ的适用标准
按标准说明，ＧＢ／Ｔ ８８０４．１—２ｏ０３适用于各种
热塑性塑料管材，而ＧＢ／Ｔ ８８０４．２—２００３则适用于
各种用途的ＰＶＣ—Ｕ、ＰＶＣ—Ｃ和ＰＶＣ—ＨＩ管材，
均无材料配方成分与拉伸曲线特征的限制。ＧＢ／Ｔ
５８３６．１—２ｏ０６等标准对制品中ＰＶＣ树脂含量下限
有要求，但对拉伸曲线特征无限制。因此，符合图２
中曲线Ｂ特征的ＰＶＣ—Ｕ管材，应当按照ＧＢ／Ｔ
８８０４．ａ／２—２ｏ０３来测量其拉伸屈服应力。由于
ＧＢ／Ｔ ８８０４．１／２—２Ｏ０３没有拉伸屈服点的定义，给
准确测量曲线Ｂ的拉伸屈服应力带来了困难，对此
笔者进行了探讨。
２．３ 曲线Ｂ拉伸屈服应力的测量
按照ＮＹ／Ｔ ６６９－－２００３｛建筑排水用再生塑料
管材》生产的ＰＶＣ—Ｕ管材，以及按照某些企业标
准生产的ＰＶＣ—Ｕ管材的拉伸曲线具备图２中曲
线．Ｂ的特征。对于这类管材，无论质量监督检验机
构出于质量监督工作的需要，还是ＰＶＣ—Ｕ管材生
产厂家为了控制产品质量，均有准确测定其拉伸屈
服应力的需要。
对于图１中的曲线ｄ，ＩＳＯ ５２７—１：１９９３采用
“
ｚ％应变拉伸应力”指标测定材料的拉伸屈服应
力。其中，“ｚ％应变拉伸应力”为由产品标准规定
的或有关方面商定的在应变达到规定值（ｚ％应变）
时材料的拉伸应力。图２中曲线Ｂ与图１中曲线ｄ
的情况相似，均无明确的拉伸屈服点，如果也采用设
定“ ％应变拉伸应力”的方法来测量曲线Ｂ的拉伸
屈服应力，对于通过外观可看出拉伸屈服起始现象
的材料，则会存在较大的误差。
第８期 郑休宁等：ＰＶＣ—Ｖ管材拉伸屈服点的确定 戮ｉ黑Ｉ＇ ｔ ｉｌｌ！
笔者认为，对于图２中曲线Ｂ的情况，拉伸曲
线由弹性形变区上升到塑性形变平台区的起始点ｃ
较“ｚ％应变点”与拉伸断裂点ｄ更接近材料弹性形
变最大值，更接近材料真实的拉伸屈服点，所测得的
拉伸屈服应力更合理。这种方法是考虑了操作可行
性而采用的近似方法。ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中以试样
的原始截面积代替拉伸屈服点时的截面积作为拉伸
屈服应力测定试样截面积，也是采用类似的近似方
里，Ｃｏｐｌａｎ法更接近ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中“拉伸屈
服点为应力上升的第１个峰值点”的拉伸屈服点确
定思路。采用Ｃｏｐｌａｎ法，通过电子拉力机的软件计
算，可准确得出曲线Ｂ中ｃ点位置。
因此，无论使用机械杠杆式拉力机还是电子拉
力机，将拉伸曲线从弹性形变区上升到塑性形变平
台区的起始点Ｃ定义为拉伸屈服点进行拉伸屈服应
力的测量，在操作上均具有良好可行性。
法。
２．４ 曲线Ｂ拉伸屈服应力实际测定情况分析
目前，测定材料拉伸性能的设备分２类：机械杠
杆式拉力机和电子拉力机。机械杠杆式拉力机可准
确测量材料的最大拉伸力和拉伸断裂应变，电子拉
力机则便于根据拉伸曲线特性自动按照软件或检验
人员设定的多个拉伸性能点测定材料的拉伸性能。
虽然图２中曲线Ｂ无明确屈服点，且从弹性形
变区上升到塑性形变平台区时存在应力的平缓上
升，但机械杠杆式拉力机仍可根据Ｃ点附近拉伸应
力增幅减小的趋势及试验中观察到的材料出现的屈
服起始现象，较准确地估计出Ｃ点位置。
另一方面，目前电子拉力机一般都可以通过软
件来计算出Ｃ点位置。常用的拉伸屈服点计算方法
有Ｍｅｒｅｄｉｔｈ法（平行线法）、偏离阈值法、Ｃｏｐｌａｎ法、
角平分线法、垂线法等经典方法，见图３Ｅ 。
（ａ）Ｍｅｒｅｄｉｔｈ法和偏离阈值法
０
（ｂ）Ｃｏｐｌａｎ法、角平分线法和垂线法
图３常用的拉伸屈服点计算方法
Ｆｉｇ．３ Ｃｏｍｍｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｐｏｉｎｔ
笔者建议采用图３（ｂ）中的Ｃｏｐｌａｎ法来计算曲
线Ｂ的Ｃ点位置。因为在图３中的４种计算方法
需要注意的是，由于ＧＢ／Ｔ ８８０４．１—２Ｏ０３中并
无拉伸屈服点的明确定义，因此对于如何采集图２
中曲线Ｂ的拉伸屈服点难以得到标准上的充分支
持。使用电子拉力机测定时，由于测量软件设计者
或检验人员对材料拉伸屈服点定义的认定存在差
异，或者检验人员误用检验标准（金属与塑料对拉伸
屈服点的定义并不相同），容易造成测得的拉伸屈服
应力不正确。笔者对多个厂家的拉伸试验机的测量
软件进行分析发现，对于存在图２中曲线Ｂ那样应
力平台区的试样，这些测量软件通常以材料最大拉
力的拉伸强度作为材料的拉伸屈服应力，这是不合
理的。刘山生对我国塑料拉伸性能测试能力验证的
统计分析也表明：在塑料拉伸屈服应力测定方面，由
于检验人员与测量软件存在问题导致拉伸屈服应力
测试结果存在误差并非个别现象Ｉ－ 。因此，从事
ＰＶＣ—Ｕ管材质量分析的检验人员应对拉伸屈服
应力的测量给予高度重视。 －
３ 结论
ＧＢ／Ｔ ８８０４．１—２００３中并无拉伸屈服点的明
确定义，给ＰＶＣ—Ｕ管材拉伸屈服应力的测定带来
不便。依据ＩＳＯ ５２７—１：１９９３中拉伸屈服点的定
义，部分ＰＶＣ—Ｕ管材存在明确的拉伸屈服点，但
部分ＰＶＣ—Ｕ管材并无明显的拉伸屈服点。对于
后者，以拉伸曲线由弹性形变区上升到塑性形变平
台区的起始点作为材料的拉伸屈服点，可较准确、方
便地测定材料的拉伸屈服应力。
［参考文献］
［１］林少全．中国塑料管道新产品和新型塑料管道系统［Ｊ］．
中国塑料，２０１０（６）：１—５．
［２］于伟东．纤维典型拉伸曲线及指标计算中的基本问题
［Ｊ］．西安工程学院院报，２００３（９）：２２９—２３５．
［３］刘山生．我国塑料拉伸屈服性能的测试水平与存在问题
分析［Ｊ］．中国塑料，２００９（３）：９０—９４．
［编辑：杨 彬］