ASTM D2990-2017 塑料拉伸、压缩和弯曲蠕变试验 —— 试验设备与关键参数设定
1. 试验原理
在规定的环境条件下，对塑料标准试样施加恒定的拉伸、压缩或弯曲载荷，测定试样应变（或挠度）随时间的变化。蠕变试验的核心参数为温度、载荷、时间三要素。试验的目的是获取材料在恒定应力下变形随时间增加的速率，即蠕变曲线，用于评价材料的长期尺寸稳定性和承载持续性-。
蠕变断裂试验则是在恒定载荷下持续加载直至试样断裂，记录断裂时间，构建应力-断裂时间曲线（蠕变断裂包络线）-2。对于蠕变断裂测量，拉伸是优先采用的应力模式，因为某些韧性塑料在弯曲或压缩模式下不会发生断裂-1-。
2. 蠕变试验机要求
蠕变试验机由加载系统、夹具系统、环境控制系统和测量系统四部分组成。加载系统须能在整个试验期间（数小时至数千小时）保持施加的载荷恒定，载荷波动不超过±1%。加载系统须配备缓冲装置，施加载荷时无冲击。
3. 环境控制系统
试验应在与状态调节相同的环境条件下进行。试验箱须具备温度和湿度控制功能，温度波动±2℃以内，湿度波动±5%以内。如需进行高温或高湿蠕变试验，试验箱须能在设定条件下长期稳定运行-。
4. 变形测量系统
拉伸和压缩蠕变：须使用引伸计测量试样标距段内的应变变化。引伸计测量精度±0.001 mm。引伸计须与试样表面可靠接触，不产生滑移，不影响试样自由变形。
弯曲蠕变：须使用位移传感器测量试样跨中挠度变化。传感器测量精度±0.001 mm。位移传感器应安装在加载压头下方或试样跨中位置。
5. 载荷选择
试验载荷应根据材料的预期应用确定。初始应力值可参照材料的屈服应力或蠕变极限确定。典型做法：以ASTM D638（拉伸）、ASTM D695（压缩）或ASTM D790（弯曲）测得的强度为基准，选择其20%～80% 范围内的若干应力水平-2。应力水平一般选择3～5个等级，以绘制完整的蠕变曲线族。
等时应力-应变曲线：在特定时间点绘制应力与应变的关系曲线，通过插值确定产生特定应变的应力值-2。
6. 弯曲蠕变的加载方式
弯曲蠕变测试默认采用三点弯曲加载，加载方式按ASTM D790的规定执行-1-3。四点弯曲加载也允许作为可选方案，使用ASTM D6272规定的设备和原理-1-3。
三点弯曲夹具由两个支座和一个加载压头组成。支座半径5.0 mm±0.1 mm，加载压头半径5.0 mm±0.1 mm。加载压头中心线须与两支座中点对齐，偏差控制在±0.5 mm以内。
7. 时间设定与数据采集频率
蠕变试验持续时间根据材料和应用需求确定，通常可在1 h、10 h、100 h、1000 h等对数时间节点读取数据-。数据采集频率：试验初期（前1 h内）变形变化较快，采集频率宜较高（如每分钟1次）；试验中后期变形变化趋于平缓，可适当降低采集频率（如每小时1次或按对数时间间隔采集）-。
8. 记录信息
报告须记载：蠕变试验机型号与校准状态、加载系统类型（砝码/伺服液压/气动）、引伸计或位移传感器型号与精度（mm）、三点弯曲夹具规格（支座半径、压头半径、跨距mm）、环境箱型号与控制精度（℃、%RH）、试验温度（℃）、相对湿度（%）、施加应力水平（MPa）或载荷（N）、预期试验持续时间（h）、数据采集频率。
广化测评（广州合成材料研究院有限公司）
