硫橡脧熱塑性橡膠 拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定
發(fā)布時間 : 2020-03-03CS83.060
G40
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T5282009/ISO37:2005
代替GB/T5281998
硫橡脧熱塑性橡膠
拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定
Rubber, vulcanized or thermoplastic-
Determination of tensile stress-strain properties
(sO37:2005,IDT)
2009-04-24發(fā)布
2009-12-01實施
中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局
中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會
發(fā)布
GB/T5282009/IS37:2005
前言
本標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO37:2005《硫化橡膠或熱塑性橡膠——拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》(英文版),
包括其修正案ISO37:2005/Cor.1:2008
本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T5281998《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》
本標(biāo)準(zhǔn)等同翻譯ISO37:2005和ISO37:2005/Cor.1:2008
為便于使用,本標(biāo)準(zhǔn)還做了下列編輯性修改:
a)“本國際標(biāo)準(zhǔn)”一詞改為“本標(biāo)準(zhǔn)”;
b)用小數(shù)點“.”代替作為小數(shù)點的逗號“,”;
c)刪除國際標(biāo)準(zhǔn)前言;
d)為方便使用增加了兩個條文注(第1章的注和13.1中的注2)
本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T5281998相比主要差異:
一增加了一種命名為1A型的新啞鈴狀試樣(本版6.1);
一增加了附錄B,關(guān)于1型、2型和1A型試樣的精密度數(shù)據(jù)(本版附錄B);
一增加了附錄C,關(guān)于精密度數(shù)據(jù)與啞鈴狀試樣形狀之相關(guān)性的分析(本版附錄C);
刪除了1998版中的附錄B
本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會提出。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B為規(guī)范性附錄,附錄C為資料性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國橡標(biāo)委橡膠物理和化學(xué)試驗方法分技術(shù)委員會(SC/TC35/SC2)歸口
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:中橡集團(tuán)沈陽橡膠研究設(shè)計院。
本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位:北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計院、承德精密試驗機有限公司。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:費康紅、吉連忠。
本標(biāo)準(zhǔn)參加起草人:謝君芳、丁曉英、趙凌云、王新華。
本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為:
gB/T5281992,B/T5281998
gb/t5282009/IO37:2005
硫化橡膠或熱塑性橡膠
拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定
警告:使用本標(biāo)準(zhǔn)的人員應(yīng)有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗本標(biāo)準(zhǔn)無意涉及因使用本標(biāo)準(zhǔn)可能出
現(xiàn)的安全問題,使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。
1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定方法
本標(biāo)準(zhǔn)適用于測定硫化橡膠或熱塑性橡膠的性能,拉伸強度、拉斷伸長率、定伸應(yīng)力、定應(yīng)力伸長
率、屈服點拉伸應(yīng)力和屈服點伸長率。其中屈服點拉伸應(yīng)力和應(yīng)變的測量只適用于某些熱塑性橡膠和
某些其他膠料。
注:如果需要,也可增加拉斷永久變形的測定。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有
的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)然而,鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究
是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T2941橡膠物理試驗方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序(GB/T2941-2006,ISO23529:2004
IDT)
ISO5893橡膠與塑料拉伸、屈撓及壓縮試驗機(恒速)技術(shù)性能
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1
拉伸應(yīng)力 tensile stress
拉伸試樣所施加的應(yīng)力。
注:由施加的力除以試樣試驗長度的原始橫截面面積計算而得。
3.2
伸長率 elongation
由于拉伸應(yīng)力而引起試樣形變,用試驗長度變化的百分?jǐn)?shù)表示。
3.3
拉伸強度 TS tensile strength
試樣拉伸至斷裂過程中的最大拉伸應(yīng)力。
注:見圖1a)~圖1c)
3.4
斷裂拉伸強度 TS tensile strength at break
試樣拉伸至斷裂時刻所記錄的拉伸應(yīng)力。
注1:見圖1a)~圖1c)。
注2:TS和TS值可能有差異,如果在S,處屈服后繼續(xù)伸長并伴隨著應(yīng)力下降,則導(dǎo)致TS低于TS的結(jié)果見
圖1c)]
1
gb/t5282009/IS37:2005
3.5
拉斷伸長率 elongation at break
試樣斷裂時的百分比伸長率。
注:見圖1a)~圖1c)
77S=TSb
EbE
a)
7S=
Ey
EBE
b)
Y
-TS
-7Sh
Ey E
E
c
伸長率
S,—服點拉伸應(yīng)力;
E——拉斷伸長率
TS拉伸強度;
E——服點伸長率;
TS拉斷強度;
應(yīng)力
Y—屈服點。
圖1拉伸術(shù)語的圖示
3.6
定應(yīng)力伸長率E, elongation at given stress
試樣在給定拉伸應(yīng)力下的伸長率。
2
GB/T5282009/ISO37:2005
3.7
定伸應(yīng)力 stress at given elongation
將試樣的試驗長度部分拉伸到給定伸長率所需的應(yīng)力。
注:在橡膠工業(yè)中,這一定義被廣泛地用術(shù)語“模量(modulus)”表示,應(yīng)謹(jǐn)慎與表示“在給定伸長率下應(yīng)力-應(yīng)變曲
線斜率”的“模量”相混淆
3.8
屈服點拉伸應(yīng)力S, tensile stress at yield
應(yīng)力應(yīng)變曲線上出現(xiàn)的應(yīng)變進(jìn)一步增加而應(yīng)力不再繼續(xù)增加的第一個點對應(yīng)的應(yīng)力。
注:此值可能對應(yīng)于拐點[參看圖1b)],也可能對應(yīng)于最大值點[見圖1c)]
3.9
屈服點伸長率E elongation at yield
應(yīng)力應(yīng)變曲線上出現(xiàn)應(yīng)變進(jìn)一步增加而應(yīng)力不增加的第一個點對應(yīng)的拉伸應(yīng)變。
注:見圖1b)和1c)
3.10
啞鈴狀試樣的試驗長度 test length of dumb-bell
啞鈴狀試樣狹窄部分的長度內(nèi),用于測量伸長率的基準(zhǔn)標(biāo)線之間的初始距離。
注:見圖2
4原理
在動夾持器或滑輪恒速移動的拉力試驗機上將啞鈴狀或環(huán)狀標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行拉伸。按要求記錄試
樣在不斷拉伸過程中和當(dāng)其斷裂時所需的力和伸長率的值。
5總則
啞鈴狀試樣和環(huán)狀試樣未必得出相同的應(yīng)力應(yīng)變性能值。這主要是由于在拉伸環(huán)狀試樣時其橫
截面上的應(yīng)力是不均勻的;另一個原因是“壓延效應(yīng)”的存在,它可使啞鈴狀試樣因其長度方向是平行或
垂直于壓延方向而得出不同的值。
環(huán)狀試樣與啞鈴狀試樣之間進(jìn)行選擇時,應(yīng)注意以下要點:
a)拉伸強度
測定拉伸強度宜選用啞鈴狀試樣。環(huán)狀試樣得出的值比啞鈴狀試樣低,有時低得很多。
b)拉斷伸長率
只要在下列條件下,環(huán)狀試樣得出與啞鈴狀試樣近似相同的值:
1)環(huán)狀試樣的伸長率以初始內(nèi)圓周長的百分比計算;
2)如果“壓延效應(yīng)”明顯存在,啞鈴狀試樣長度方向垂直于壓延方向裁切。
如果要研究壓延效應(yīng),則應(yīng)選用啞鈴狀試樣,而環(huán)狀試樣不適用。
c)定應(yīng)力伸長率和定伸應(yīng)力
一般宜選用啞鈴狀試樣(1型、2型和1A型)
只有在下列條件下,環(huán)狀試樣得出與啞鈴狀試樣近似相同的值:
1)環(huán)狀試樣的伸長率以初始平均周長的百分比計算;
2)如果“壓延效應(yīng)”明顯存在,取平行于和垂直于壓延方向裁切的啞鈴狀試樣的平均值。
在自動控制試驗時,由于試樣容易操作,最好選用環(huán)狀試樣,對于定形變的應(yīng)力測定,也是
如此。
d)小試樣得出的拉伸強度值和拉斷伸長率值可能與大試樣稍有不同,通常較高。
本標(biāo)準(zhǔn)提供了七種類型的試樣,即1型、2型、型、4型和1A型啞鈴狀試樣和A型(標(biāo)準(zhǔn)型)和
3
gb/T528-2009/IS37:2005
B型(小型)環(huán)狀試樣。對于一種給定材料所獲得的結(jié)果可能根據(jù)所使用的試樣類型而有所不同,因而
對于不同材料,除非使用相同類型的試樣,否則得出的結(jié)果是不可比的。
3型和4型啞鈴狀試樣及B型環(huán)狀試樣只應(yīng)在材料不足以制備大試樣的情況下才使用。這些試樣
特別適用于制品試驗及某些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的試樣,例如,3型啞鈴狀試樣用于管道密封圈和電纜的試驗。
試樣制備需要打磨或厚度調(diào)整時,結(jié)果可能會受影響。
6試樣
6.1啞鈴狀試樣
啞鈴狀試樣的形狀如圖2所示。
1—試驗長度(見表1)。
圖2啞鈴狀試樣的形狀
試樣狹窄部分的標(biāo)準(zhǔn)厚度,1型、2型、3型和A型為2.0mm±0.2mm,4型為1.0mm±0.1mm
試驗長度應(yīng)符合表1規(guī)定。
表1啞鈴狀試樣的試驗長度
試樣類型
1型
1A型
2型
3型
4型
試驗長度/mm25.0±0.520.0±0.520.0±0.510.0士0.510.0±0.5
a試驗長度不應(yīng)超過試樣狹窄部位的長度(表2中尺寸C)
啞鈴狀試樣的其他尺寸應(yīng)符合相應(yīng)的裁刀所給出的要求(見表2)
非標(biāo)準(zhǔn)試樣,例如取自成品的試樣,狹窄部分的最大厚度,1型和1A型為3.0mm,2型和3型為
2.5mm,4型為2.0mm。
表2啞鈴狀試樣用裁刀尺寸
尺寸
1型
1A型
2型
3型
4型
A總長度(最小)/mm
115
100
75
50
35
B端部寬度/mm
25.0±1.025.01.012.5±1.08.5士0.56.0±0.5
C狹窄部分長度/mm33.0士2.020.025.0土1.016.0士1.012.00.5
D狹窄部分寬度/mm6.05.0士0.14.00.14.0士0.12.0士0.1
E外側(cè)過渡邊半徑/mm14.0士1.0
1
11.0±1.0
8.0±0.5
7.50.53.00.1
F內(nèi)側(cè)過渡邊半徑/mm25.0±2.025.0±2.12.5±1.010.0±0.53.0士0.1
a為確保只有兩端寬大部分與機器夾持器接觸,增加總長度從而避免“肩部斷裂”
6.2環(huán)狀試樣
A型標(biāo)準(zhǔn)環(huán)狀試樣的內(nèi)徑為44.6mm±0.2mm軸向厚度中位數(shù)和徑向?qū)挾戎形粩?shù)均為4.0mm
0.2mm。環(huán)上任一點的徑向?qū)挾扰c中位數(shù)的偏差不大于0.2mm,而環(huán)上任一點的軸向厚度與中位數(shù)的偏
差應(yīng)不大于2%
4
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B型標(biāo)準(zhǔn)環(huán)狀試樣的內(nèi)徑為8.0mm±0.1mm軸向厚度中位數(shù)和徑向?qū)挾戎形粩?shù)均為1.0mm
0.1mm。環(huán)上任一點的徑向?qū)挾扰c中位數(shù)的偏差不應(yīng)大于0.1mm
7試驗儀器
7.1裁刀和裁片機
試驗用的所有裁刀和裁片機應(yīng)符合GB/T2941的要求。制備啞鈴狀試樣用的裁刀尺寸見表2
圖3,裁刀的狹窄平行部分任一點寬度的偏差應(yīng)不大于0.05mm。
關(guān)于B型環(huán)狀試樣的切取方法,見附錄A
單位為毫米
C
22
18
注:A~F各尺寸見表2
1—固定在配套機器上的刀架頭;
2——需研磨;
3—需拋光。
圖3啞鈴狀試樣用的裁刀
7.2測厚計
測量啞鈴狀試樣的厚度和環(huán)狀試樣的軸向厚度所用的測厚計應(yīng)符合GB/T2941方法A的規(guī)定。
測量環(huán)狀試樣徑向?qū)挾人玫膬x器,除壓足和基板應(yīng)與環(huán)的曲率相吻合外,其他與上述測厚計相
一致。
7.3錐形測徑計
經(jīng)校準(zhǔn)的錐形測徑計或其他適用的儀器可用于測量環(huán)狀試樣的內(nèi)徑
應(yīng)采用誤差不大于0.01mm的儀器來測量直徑。支撐被測環(huán)狀試樣的工具應(yīng)能避免使所測的尺
寸發(fā)生明顯的變化。
7.4拉力試驗機
7.4.1拉力試驗機應(yīng)符合ISO5893的規(guī)定具有2級測力精度。試驗機中使用的伸長計的精度:
1型、2型和1A型啞鈴狀試樣和A型環(huán)形試樣為級;3型和4型啞鈴狀試樣和B型環(huán)形試樣為
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E級。試驗機應(yīng)至少能在100mm/min士1mm/min、200mm/min20mm/min和500mm/min
50mm/min移動速度下進(jìn)行操作
7.4.2對于在標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度以外的試驗,拉伸試驗機應(yīng)配備一臺合適的恒溫箱。高于或低于正常溫
度的試驗應(yīng)符合GB/T2941要求。
8試樣數(shù)量
試驗的試樣應(yīng)不少于3個。
注:試樣的數(shù)量應(yīng)事先決定,使用5個試樣的不確定度要低于用3個試樣的試驗。
9試樣的制備
9.1啞鈴狀試樣
啞鈴狀試樣應(yīng)按GB/T2941規(guī)定的相應(yīng)方法制備。除非要研究“壓延效應(yīng)”,在這種情況下還要裁
取一組垂直于壓延方向的啞鈴狀試樣。只要有可能,啞鈴狀試樣要平行于材料的壓延方向裁切。
9.2環(huán)狀試樣
環(huán)狀試樣應(yīng)按GB/T2941規(guī)定的相應(yīng)方法采用裁切或沖切或者模壓制備。
10樣品和試樣的調(diào)節(jié)
10.1硫化與試驗之間的時間間隔
對所有試驗,硫化與試驗之間的最短時間間隔應(yīng)為16h
對非制品試驗,硫化與試驗之間的時間間隔最長為4星期,對于比對評估試驗應(yīng)盡可能在相同時間
間隔內(nèi)進(jìn)行。
對制品試驗,只要有可能,硫化與試驗之間的時間間隔應(yīng)不超過3個月。在其他情況下,從用戶收
到制品之日起,試驗應(yīng)在2個月之內(nèi)進(jìn)行。
10.2樣品和試樣的防護(hù)
在硫化與試驗之間的時間間隔內(nèi),樣品和試樣應(yīng)盡可能完全地加以防護(hù),使其不受可能導(dǎo)致其損壞
的外來影響,例如,應(yīng)避光、隔熱。
10.3樣品的調(diào)節(jié)
在裁切試樣前,來源于膠乳以外的所有樣品,都應(yīng)按GB/T2941的規(guī)定,在標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度下(不
控制濕度),調(diào)節(jié)至少3h。
在裁切試樣前,所有膠乳制備的樣品均應(yīng)按GB/T2941的規(guī)定,在標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度下(控制濕度),
調(diào)節(jié)至少96h
10.4試樣的調(diào)節(jié)
所有試樣應(yīng)按GB/T2941的規(guī)定進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果試樣的制備需要打磨,則打磨與試驗之間的時間
間隔應(yīng)不少于16h,但不應(yīng)大于72h
對于在標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度下的試驗,如果試樣是從經(jīng)調(diào)節(jié)的試驗樣品上裁取,無需做進(jìn)一步的制備,
則試樣可直接進(jìn)行試驗。對需要進(jìn)一步制備的試樣,應(yīng)使其在標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度下調(diào)節(jié)至少3h
對于在標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度以外的溫度下的試驗試樣應(yīng)按GB/T2941的規(guī)定在該試驗溫度下調(diào)節(jié)足
夠長的時間,以保證試樣達(dá)到充分平衡(見7.4.2)。
11啞鈴狀試樣的標(biāo)記
如果使用非接觸式伸長計,則應(yīng)使用適當(dāng)?shù)拇驑?biāo)器按表1規(guī)定的試驗長度在啞鈴狀試樣上標(biāo)出兩
條基準(zhǔn)標(biāo)線。打標(biāo)記時,試樣不應(yīng)發(fā)生變形。
兩條標(biāo)記線應(yīng)標(biāo)在如圖2所示的試樣的狹窄部分,即與試樣中心等距,并與其縱軸垂直。
6
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12試樣的測量
12.1啞鈴狀試樣
用測厚計在試驗長度的中部和兩端測量厚度。應(yīng)取3個測量值的中位數(shù)用于計算橫截面面積。在
任何一個啞鈴狀試樣中,狹窄部分的三個厚度測量值都不應(yīng)大于厚度中位數(shù)的2%。取裁刀狹窄部分
刀刃間的距離作為試樣的寬度,該距離應(yīng)按GB/T2941的規(guī)定進(jìn)行測量,精確到0.05mm
12.2環(huán)狀試樣
沿環(huán)狀試樣一周大致六等分處,分別測量徑向?qū)挾群洼S向厚度。取六次測量值的中位數(shù)用于計算
橫截面面積。內(nèi)徑測量應(yīng)精確到0.1mm。按下列公式計算內(nèi)圓周長和平均圓周長:
內(nèi)圓周長=π內(nèi)徑
平均圓周長=π×(內(nèi)徑+徑向?qū)挾?
12.3多組試樣比較
如果兩組試樣(啞鈴狀或環(huán)狀)進(jìn)行比較,每組厚度的中位數(shù)應(yīng)不超出兩組厚度總中位數(shù)的7.5%。
13試驗步驟
13.1啞鈴狀試樣
將試樣對稱地夾在拉力試驗機的上、下夾持器上,使拉力均勻地分布在橫截面上。根據(jù)需要,裝配
一個伸長測量裝置。啟動試驗機,在整個試驗過程中連續(xù)監(jiān)測試驗長度和力的變化,精度在2%之內(nèi),
或按第15章的要求。
夾持器的移動速度:1型、2型和1A型試樣應(yīng)為500mm/min±50mm/min,3型和4型試樣應(yīng)為
200 mm/min20 mm/min.
如果試樣在狹窄部分以外斷裂則舍棄該試驗結(jié)果,并另取一試樣進(jìn)行重復(fù)試驗。
注:1采取目測時,應(yīng)避免視覺誤差。
2在測拉斷永久變形時,應(yīng)將斷裂后的試樣放置3min,再把斷裂的兩部分吻合在一起,用精度為0.05mm的
量具測量吻合后的兩條平行標(biāo)線間的距離。拉斷永久變形計算公式為:
S
100(L-Lo)
L
式中:
S拉斷永久變形,%;
L試樣斷裂后,放置3min對起來的標(biāo)距,單位為毫米(mm);
L初始試驗長度,單位為毫米(mm)
13.2環(huán)狀試樣
將試樣以張力最小的形式放在兩個滑輪上。啟動試驗機,在整個試驗過程中連續(xù)監(jiān)測滑輪之間的
距離和應(yīng)力,精確到2%,或按15章的要求。
可動滑輪的標(biāo)稱移動速度:A型試樣應(yīng)為500mm/min±50mm/min,B型試樣應(yīng)為100mm/min士
10 mm/min.
14試驗溫度
試驗通常應(yīng)在GB/T2941中規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度下進(jìn)行。當(dāng)要求采用其他溫度時,應(yīng)從
GB/T2941規(guī)定的推薦表中選擇。
在進(jìn)行對比試驗時,任一個試驗或一批試驗都應(yīng)采用同一溫度。
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15試驗結(jié)果的計算
15.1啞鈴狀試樣
拉伸強度TS按式(1)計算,以MPa表示:
TS=
…(1)
斷裂拉伸強度TS按式(2)計算,以MPa表示:
F
TSb Wt
……(2)
拉斷伸長率E按式(3)計算,以%表示:
E=100(-L)
…(3)
定伸應(yīng)力S按式(4)計算,以MPa表示
S.Wt
……(4)
定應(yīng)力伸長率E,按式(5)計算,以%表示:
E,=100(-
…5
所需應(yīng)力對應(yīng)的力值F按式(6)計算,以N表示:
=SWt
……
6)
屈服點拉伸應(yīng)力Sy按式(7)計算,以MPa表示:
Fy
Sy-Wt
屈服點伸長率E按式(8)計算,以%表示:
E,=100(L-
……(8)
在上式中,所使用的符號意義如下
Fb斷裂時記錄的力,單位為牛(N);
F給定應(yīng)力時記錄的力,單位為牛(N)
Fm記錄的最大力,單位為牛(N);
Fy屈服點時記錄的力,單位為牛(N);
L初始試驗長度,單位為毫米(mm);
Lb斷裂時的試驗長度,單位為毫米(mm);
L定應(yīng)力時的試驗長度,單位為毫米(mm);
Ly屈服時的試驗長度,單位為毫米(mm)
S所需應(yīng)力,單位為兆帕(MPa);
t試驗長度部分厚度,單位為毫米(mm)
W——裁刀狹窄部分的寬度,單位為毫米(mm)
15.2環(huán)狀試樣
拉伸強度TS按式(9)計算,以MPa表示:
F
TS =2Wt
9
斷裂拉伸強度TS按式(10)計算,以MPa表示:
TS,=2Wt
(10)
8
GB/T528-2009/ISO37:2005
拉斷伸長率E按式(11)計算,以%表示:
E=100(d+2b-C)
(11
C
定伸應(yīng)力S按式(12)計算,以MPa表示:
F
S. =2Wt
……(12)
給定伸長率對應(yīng)于滑輪中心距L按式(13)計算,以mm表示:
Ci-nd
L=200+2
(13)
定應(yīng)力伸長率E按式(14)計算,以%表示:
100(d+2L,-C
E,=
14)
Cm
定應(yīng)力對應(yīng)的力值F按式(15)計算,以N表示:
F. =2S.Wt
(15)
屈服點拉伸應(yīng)力Sy按式(16)計算,以MPa表示:
S, =2wi
…(16)
屈服點伸長率Ey按式(17)計算,以%表示:
E,=100(d+2-C
…7)
在上式中,所使用的符號意義如下:
C環(huán)狀試樣的初始內(nèi)周長,單位為毫米(mm)
Cm—環(huán)狀試樣的初始平均圓周長,單位為毫米(mm);
d—滑輪的直徑,單位為毫米(mm);
E定應(yīng)力伸長率,%;
Fb試樣斷裂時記錄的力,單位為牛(N);
F定應(yīng)力對應(yīng)的力值,單位為牛(N);
Fm記錄的最大力,單位為牛(N);
Fy屈服點時記錄的力,單位為牛(N);
Lb試樣斷裂時兩滑輪的中心距,單位為毫米(mm)
L,給定應(yīng)力時兩滑輪的中心距,單位為毫米(mm)
Ly屈服點時兩滑輪的中心距,單位為毫米(mm);
S一定伸應(yīng)力,單位為兆帕(MPa)
t環(huán)狀試樣的軸向厚度,單位為毫米(mm)
環(huán)狀試樣的徑向?qū)挾?單位為毫米(mm)
16試驗結(jié)果的表示
如果在同一試樣上測定幾種拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能時,則每種試驗數(shù)據(jù)可視為獨立得到的試驗結(jié)果
按規(guī)定分別予以計算。
在所有情況下,應(yīng)報告每一性能的中位數(shù)。
17試驗報告
試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)本標(biāo)準(zhǔn)編號;
9
GB/T5282009/ISO37:2005
b)樣品和試樣的說明:
1)樣品及其來源的詳細(xì)說明;
2)如果知道,列出膠料和硫化條件;
3)試樣說明:
試樣的制備方法(例如打磨)試樣類型及其厚度中位數(shù);
啞鈴狀試樣相對于壓延方向的裁切方向;
4)試驗試樣數(shù)量。
c)試驗說明:
1)非標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度時的試驗溫度,如果需要,列出相對濕度;
2)試驗日期;
3)與規(guī)定試驗步驟的任何不同之處。
d)試驗結(jié)果,即按第15章計算所測定的性能的中位數(shù)。
10
GB/T5282009/ISO37:2005
附錄A
規(guī)范性附錄
B型環(huán)狀試樣的制備
環(huán)狀試樣可用旋轉(zhuǎn)式切片機切取,該機轉(zhuǎn)速為400rmin,并配備一個夾持刀片的專用夾具(見
圖A.1)。刀片應(yīng)用肥皂液潤滑,并應(yīng)經(jīng)常對鋒利度、損壞等進(jìn)行檢查。在用圖A.2所示的工具切取
時,樣品應(yīng)被夾緊。
單位為毫米
22
15.7
4.2
R3
3.5
4.1
88
23
別3.5
白
刀片夾持器
3.5
3
.5
1.5×45°
4.2
×
.511.5
1——刀片夾持器的側(cè)視圖(A不是關(guān)鍵尺寸)
圖A.1可拆裝刀片的專用夾持工具
11
B/T5282009/ISO37:2005
單位為毫米
≈80
,12
1操作人員手指保護(hù)裝置;
2——裁切的膠片。
圖A.2固定膠片的工具
gb/T5282009/IS37:2005
附錄B
(規(guī)范性附錄)
精密度
B.1總則
方法的重復(fù)性和再現(xiàn)性基于ISO/TR9272:200進(jìn)行計算。原始數(shù)據(jù)基于ISO/TR9272:2005規(guī)
定的程序以5%和2%顯著性水平由第三方進(jìn)行處理。
B.2試驗計劃說明
B.2.1安排了兩個實驗室間試驗計劃(ITP)
2001年第一個ITP如下:
拉伸試驗使用了NR、SBR和EPDM三種不同的膠料。這一試驗方法的試驗結(jié)果為下述每一性能
5次分別測量的平均值?？偣?個國家的23個實驗室參與了該計劃。
2002年第二個ITP如下:
拉伸試驗使用一種NR膠料。膠料配方與第一個ITP所使用的NR膠料相同。總共6個國家的
17個實驗室參與該計劃。
將完全制備好的橡膠試樣送到每個實驗室,兩個ITP均以1級精密度進(jìn)行評價。
B.2.2測定的試驗性能包括斷裂拉伸強度TS、拉斷伸長率E、100%定伸應(yīng)力(S10)和200%定伸應(yīng)
力(S20)。
B.2.3用1型、2型和1A型三種類型的啞鈴狀試樣進(jìn)行試驗。
在第一個ITP中,用標(biāo)距為20mm和25mm兩種試驗長度對1型試樣進(jìn)行試驗,而在第二個ITP
中只對試驗長度為25mm的試樣進(jìn)行試驗。
B.3精密度的結(jié)果
精密度的計算結(jié)果列于表B.1、表B.2、表B.3、表B.4表B.1、表B.2和表B.3分別列出第一個
ITP的NR、SBR和EPDM膠料的結(jié)果,表B.4給出第二個ITP的NR的結(jié)果。
這些表中所使用的符號定義如下:
重復(fù)性,測量單位;
(r)重復(fù)性,%(相對的);
R—再現(xiàn)性,測量單位;
(R)再現(xiàn)性,%(相對的)。
表B.1n膠料的精密度(第一個TP)
啞鈴狀類型/平均值
實驗室內(nèi)的重復(fù)性
實驗室間的再現(xiàn)性
性能
試驗長度N=23×2=46
r
(r)
R
(R)
1型/20mm34.251.10
3.20
3.35
9.79
,
1型/25mm34.17
1.53
4.47
2.49
7.29
2型/20mm31.93
1.25
3.932.858.94
1A型/20mm
34.88
0.67
1.912.637.54
13
GB/T5282009/ISO037:200
表B.1(續(xù))
啞鈴狀類型/平均值
實驗室內(nèi)的重復(fù)性
實驗室間的再現(xiàn)性
性能
試驗長度N=23×2=46r
R
(R)
1型/20mm671
42.1
6.28
57.2
8.52
1型/25mm67066.39.8963.19.41
E
2型/20mm65129.94.6060.59.29
1A型/20mm68729.94.357.88.41
1型/20mm1.830.181.000.3619.50
1型/25mm1.860.126.730.3217.24
S10
2型/20mm1.840.158.330.4021.95
。
1A型/20mm-.89
0.073.900.28
14.81
1型/20mm4.490.4510.080.8518.97
1型/25mm4.420.5211.820.7717.36
S200
2型/20mm4.390.398.790.8719.85
1A型/20mm4.58
0.388.250.7015.26
表B.2SBR膠料的精密度(第一個ITP)
啞鈴狀類型/平均值
實驗室內(nèi)的重復(fù)性
實驗室間的再現(xiàn)性
性能
試驗長度N=23×2=46r
(r)
R
(R)
1型/20mm24.87
1.485.94
2.12
8.53
1型/25mm
24.60
1.174.74
2.5810.47
TS
/20mm
2型/20mm
24.38
1.526.222.8411.6
1A/20 mm
24.70
1.01
4.11
2.3
9.65
1型/20mm457
29.36.40
39.0
8.53
1型/25mm458
31.4
6.85
31.6
6.90
E
2型/20mm
462
32.9
7.12
48.210.43
1A/20 mm
459
13.93.0441.1
8.96
1型/20mm2.64
0.20
7.46
0.5119.47
1型/25mm2.61
0.207.520.4115.75
S200
2型/20mm2.660.249.110.5721.3
0
1A/20mm2.65
0.103.87
0.43
16.15
1型/20mm7.76
0.59
7.62
1.2816.52
1型/25mm7.740.476.08
0.94
12.15
S20
2型/20mm7.68
0.56
7.31
1.48
19.25
1A/20mm7.81
0.45
5.74
1.0012.79
14
gb/t5282009/IS037:2005
表B.3EPDM膠料的精密度(第一個ITP)
性能啞鈴狀類型
平均值
實驗室內(nèi)的重復(fù)性
實驗室間的再現(xiàn)性
試驗長度N=232=46
(r)
R
(R)
1型/20mm14.511.13
7.78
2.0113.83
1型/25mm14.591.5710.62.2215.20
TS
2型/20mm14.501.20
8.262.1414.74
1A/20mm14.770.654.391.8712.65
1型/20mm470
22.2
4.7132.4
6.90
1型/25mm474
33.87.1344.59.38
E
2型/20mm
475
21
21.9
4.6042.48.93
1A/20 mm
471
20.24.2839.28.34
1型/20mm2.330.218.990.3615.32
1型/25mm2.30
0
0.18
Sroo
7.610.32
13.94
2型/20mm2.390.177.210.3213.52
1A/20mm2.40
0.09
3.870.29
12.04
1型/20mm5.11
0.35
6.87
0.65
5
12.80
1型/25mm5.05
0.25
4.88
0.62
12.35
Sroo
2型/20mm5.080.27
5.24
0.71
14.04
1A/20mm5.200.224.220.468.84
表B.4NR膠料的精密度(第二個ITP)
性能啞鈴狀類型/平均值
實驗室內(nèi)的重復(fù)性
實驗室間的再現(xiàn)性
試驗長度N=17X2=34
(r)
R
(R)
1型/25mm32.261.865762.216.84
TS2型/20mm34.751.53
4.41
4.04
11.63
1A/20mm33.13
1.19
3.60
2.71
8.17
1型/25mm640
27.264.2654.448.50
E2型/20mm68330.804.5194.4913.83
1A/20 mm
665
22.943.4583.5212.56
1型/25mm
1.740.137.290.3218.17
S10
2型/20mm
1.83
0.20
11.080.3016.18
1A1
1A/20 mm
1.78
1
0.13
7.06
0.22
12.19
1型/25mm4.27
0.32
7.421.1025.81
S2002型/20mm4.310.410.311.03
23.91
1A/20mm4.35
0.21
4.78
0.87
20.11
15
B/T528-2009/IS37:2005
附錄C
資料性附錄)
ITP數(shù)據(jù)和啞鈴狀試樣形狀的分析
C.1總則
本附錄研究了通過ITP計劃測定不同形狀啞鈴狀試樣(包括1A型)的性能。1A型啞鈴狀試樣是
新增加到本標(biāo)準(zhǔn)中的,但是它已經(jīng)在日本和其他國家使用多年了。
實驗室間試驗表明,1A型啞鈴狀試樣優(yōu)于重復(fù)性較好的1型和2型,尤其是試驗長度外斷裂發(fā)生
率較低。有限元分析證明,1A型的應(yīng)變分布更均勻,這可能是其性能有所改善的原因。
用1A型啞鈴狀試樣測定的拉伸性能值卻非常近似于1型,但是不能以為在所有情況下兩者都是
一致的。
1A型啞鈴狀試樣所有尺寸都近似于1型,可以作為是一種選擇。它并未取代1型的原因是由于
1型試樣已獲得了大量的數(shù)據(jù),并且有長的傳統(tǒng)。
C.2三因子全嵌套實驗的三個方差
在對按ISO/TR9272:2005計算的精密度的比較中,R是實驗室之間方差(2)的表征,是某一試
驗室的總方差(a2+om2)的表征,它由每天之間的方差(n2)與因測量誤差產(chǎn)生的方差(m2)構(gòu)成。為了
分別分析on2和m2,用ISO5725-3所述的“三因子全嵌套試驗”足以評判方差的每個組分
對第二個ITP中的測量值總方差的每個組分進(jìn)行了評估。其結(jié)果示于表C.1和表C.2
表C.1用“三因子全嵌套試驗”對第二個ITP中拉伸強度方差的每個組分的評估
1型
2型
1A型
2
(0.60)2
(1.80)2
(0.80)2
oD2
(0.67)2
(0.54)2
(0.17)2
oM2
(1.60)2
(1.08)2
(1.04)
表C.2用“三因子全嵌套試驗”對第二個ITP中伸長率方差的每個組分的評估
1型
2型
1A型
oL
(20.4)2
(43.7)2
(24.3)2
ap2
(13.6)
(21.9)2
(28.6)2
oM2
(28.1)2
(19.3)
(19.3)2
在這三種方差中。因測量誤差產(chǎn)生的方差(m2對啞鈴狀試樣形狀是最重要的。其他方差(2和
op2)受啞鈴狀試樣形狀以外的許多因素的影響。
如數(shù)據(jù)所示,1A型啞鈴狀試樣的2最小,表示用此類型試樣的測量精密度最好。
C.3斷裂試樣的分析
C.3.1試驗長度外斷裂的試樣數(shù)
圖C.1示出在試驗長度外(標(biāo)線外)斷裂的試樣數(shù)。每一類型啞鈴狀試樣都試驗230個試樣,由
23個實驗室在兩個試驗日內(nèi)每個實驗室每天試驗5個試樣。
16
GB/T5282009/ISO37:2005
160
140
120
100
80
60
40
20
A C A B C A B C
NR
SBR
EPDM
Y—試驗長度外斷裂的試樣數(shù);
A1型啞鈴狀試樣
B2型啞鈴狀試樣;
C—1A型啞鈴狀試樣。
圖C.1試驗長度外斷裂的試樣數(shù)
(第一個ITP每個類型試樣共230個)
在用NR膠料制備的試驗長度為20mm的1型啞鈴狀試樣中,試驗長度外斷裂的試樣159個,約
占70%;在試驗長度為25mm的1型試樣中,約占60%;在2型試樣中,占47%。但是在1A型試樣
中,試驗長度外斷裂的試樣只占13%
對于SBR和EPDM,1A型試樣試驗長度外斷裂的概率也比其他類型啞鈴狀試樣小得多。
C.3.2試驗長度外斷裂試樣的比例與拉伸能之間的關(guān)系
對試驗長度外斷裂試樣的百分比與拉伸能(拉伸強度乘以拉斷伸長率)之間的關(guān)系也進(jìn)行了研究。
制備了不同炭黑體積含量的NR膠料,測定其tS和E觀測了試驗長度外斷裂試樣的百分?jǐn)?shù)。
圖C.2示出該試驗的結(jié)果
100
80
60
40
20
20
1000000200
XTSXE(MPa.%);
—在試驗長度外斷裂試樣的百分?jǐn)?shù);
1——1型啞鈴狀試樣;
2——2型啞鈴狀試樣
3—1A型啞鈴狀試樣。
圖C.2試驗長度外斷裂試樣的百分?jǐn)?shù)與TS×E(拉伸能)的關(guān)系
17
g/5282009/ISO37:2005
試驗長度外斷裂試樣的百分?jǐn)?shù)隨拉伸能之值的增加而增大。在拉伸能之值低于20000Mpa·%
時,大多數(shù)1A型試樣都在試驗長度之內(nèi)斷裂。
C.4有限元分析
對部分試樣進(jìn)行了有限元分析(FEA)。圖C.示出使用“ABAQUS”軟件獲得的應(yīng)變分布。
應(yīng)變分布分析表明,1型和2型的最高應(yīng)變部位出現(xiàn)在試樣邊緣附近。這一觀測結(jié)果與C.3章所
述拉伸試驗結(jié)果相一致。而1A型,邊緣附近的應(yīng)變與中心部位處于同一水平,表示1A型的應(yīng)變分布
比較均勻。
+2.97E-01
+3.00E+00
-+3.27E+00
一+3.55E+00
+3.82E+00
+4.09E+00
+4.36E+00
+4.64E+00
+4.91E+00
+5.18E+00
+5.45E+00
+5.73E+00
+6.00E+00
+6.30E+00
a)1型啞鈴狀試樣
b2型啞鈴狀試樣
)1A型啞鈴狀試樣
圖C.3使用“ABAQUS”獲得的應(yīng)變分布實例
18
GB/T528-2009/ISO37:2005
參考文獻(xiàn)
[1]ISO/TR9272:2005,橡膠和橡膠制品試驗方法標(biāo)準(zhǔn)精密度的測定
[2]ISO5725-3,測量方法和結(jié)果的準(zhǔn)確性(真實度和精密度)第3部分:標(biāo)準(zhǔn)測量方法精密
度的中間測量。
