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橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)拉伸試驗(yàn)要求詳解

閱讀:77          發(fā)布時(shí)間:2025-6-6


 

橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的拉伸試驗(yàn)是評(píng)估橡膠材料力學(xué)性能的關(guān)鍵測(cè)試,通常遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(如ISO37、ASTMD412)或國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T528)。要獲得準(zhǔn)確可靠的結(jié)果,需要滿足一系列嚴(yán)格的要求。以下馥勒儀器小編來(lái)和大家一起了解其關(guān)鍵要求概述:

 

一、試驗(yàn)?zāi)康?/span>

測(cè)定橡膠材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、定伸應(yīng)力(如100%200%、300%定伸應(yīng)力)、屈服點(diǎn)應(yīng)力/應(yīng)變等性能參數(shù)。

評(píng)估材料的彈性、韌性、均勻性、質(zhì)量穩(wěn)定性。

為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、材料選擇、研發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

 

二、主要試驗(yàn)要求

1.試驗(yàn)設(shè)備(拉力試驗(yàn)機(jī))要求:

精度等級(jí):通常要求1級(jí)或更高精度(如ISO7500-1,ASTME4)。力值測(cè)量精度應(yīng)在±1%以內(nèi)。

力值范圍:應(yīng)覆蓋預(yù)期最大拉斷力(拉伸強(qiáng)度)。選擇合適的量程(建議在量程的20%-80%范圍內(nèi)使用)。

夾具:

類型:必須能牢固夾持試樣而不發(fā)生打滑、夾斷或產(chǎn)生異常的應(yīng)力集中。

氣動(dòng)夾具:夾持力均勻可調(diào),常用且推薦。

機(jī)械夾具(楔形/螺旋):需確保夾持力足夠且均勻。

對(duì)中:上下夾具必須精確對(duì)中,確保拉伸方向與試樣軸線一致。

夾持面:應(yīng)平整、平行,通常有齒紋或特殊涂層(如金剛砂)以增加摩擦力。對(duì)于薄或軟的試樣,可能需要加襯墊(如細(xì)砂紙、橡膠片)防止夾傷。

位移/伸長(zhǎng)測(cè)量:

精度:通常要求±1%或更高(如ISO9513)。

方式:

引伸計(jì):最準(zhǔn)確且強(qiáng)烈推薦,尤其是測(cè)量模量、屈服點(diǎn)、小變形定伸應(yīng)力和精確斷裂伸長(zhǎng)率時(shí)。需根據(jù)試樣尺寸和預(yù)期伸長(zhǎng)率選擇合適的量程和夾持方式(接觸式或非接觸式如視頻引伸計(jì))。測(cè)試中需防止試樣打滑影響引伸計(jì)讀數(shù)。

十字頭位移:精度較低,易受夾具打滑、試樣標(biāo)距外變形等因素影響,僅能粗略估算斷裂伸長(zhǎng)率,不能用于計(jì)算模量和定伸應(yīng)力。使用前需驗(yàn)證標(biāo)距外變形的影響。

速度控制:能以恒定速度移動(dòng)橫梁,速度均勻性符合標(biāo)準(zhǔn)要求。速度范圍需滿足測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(橡膠測(cè)試常用速度:50mm/min,100mm/min,200mm/min,500mm/min)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地采集力值和位移/伸長(zhǎng)數(shù)據(jù),采樣頻率足夠高以捕捉曲線細(xì)節(jié)(如屈服點(diǎn))。

2.試樣要求:

類型:

啞鈴狀試樣:常用(ISO37Type1,2;ASTMD412DieC,D)。具有狹窄的平行部分,斷裂通常發(fā)生在該區(qū)域,結(jié)果受邊緣效應(yīng)影響小。

直條狀試樣:較少用(ASTMD412DieA,B),易在夾持處斷裂,結(jié)果可能偏差較大。僅在無(wú)法制備啞鈴狀試樣時(shí)使用。

環(huán)狀試樣:用于某些特定測(cè)試(如ASTMD412用于薄片)。

制備:

裁刀:必須使用符合標(biāo)準(zhǔn)幾何尺寸和公差要求的鋒利裁刀(ISO23529,ASTMD3182)。鈍刀會(huì)導(dǎo)致試樣邊緣撕裂或微裂紋,嚴(yán)重影響結(jié)果。

方向性:需注明試樣裁取方向(平行于壓延/擠出方向或垂直于方向),尤其是材料存在各向異性時(shí)。

厚度:標(biāo)準(zhǔn)通常規(guī)定厚度范圍(如啞鈴狀試樣通常1.0mm-4.0mm)。過(guò)厚或過(guò)薄可能導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確或夾持困難。需使用測(cè)厚儀多點(diǎn)測(cè)量厚度(至少三點(diǎn)),取平均值用于計(jì)算。

外觀:無(wú)氣泡、雜質(zhì)、機(jī)械損傷、毛刺。邊緣應(yīng)光滑無(wú)缺口。

標(biāo)記標(biāo)距線:在啞鈴狀試樣平行部分中央,用非損傷性方法(如墨水筆、打點(diǎn)器)標(biāo)記兩條平行的標(biāo)距線(標(biāo)距通常為20mm25mm),用于斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)量(若未使用引伸計(jì)且依賴標(biāo)距線讀數(shù))。

3.試驗(yàn)條件要求:

環(huán)境溫度:標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度通常為23±2°C(73.4±3.6°F)ISO,GB/T)或23±2°C/73.4±3.6°FASTM)。某些標(biāo)準(zhǔn)可能有特定要求。

環(huán)境濕度:通常為50±10%RH。對(duì)濕度敏感材料需嚴(yán)格控制。

試樣狀態(tài)調(diào)節(jié):試樣在測(cè)試前應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫濕度下調(diào)節(jié)足夠時(shí)間(通常≥16小時(shí)),以達(dá)到溫濕平衡。

測(cè)試溫度:除非另有規(guī)定,一般在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下進(jìn)行。高溫或低溫拉伸需要恒溫箱。

4.試驗(yàn)程序要求:

夾具間距:根據(jù)試樣類型和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定初始夾具間距(啞鈴狀試樣通常指平行部分的長(zhǎng)度)。

夾持試樣:小心操作,確保試樣在夾具中垂直、對(duì)中、無(wú)扭曲。施加均勻且足夠的夾持力防止打滑,但避免過(guò)大導(dǎo)致夾持處過(guò)早破壞。

安裝引伸計(jì):如需使用引伸計(jì),應(yīng)按照制造商的說(shuō)明小心安裝到試樣的平行部分標(biāo)距上,確保不損傷試樣且不會(huì)引入額外應(yīng)力或打滑。

設(shè)定拉伸速度:根據(jù)相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)試目的選擇合適的恒定拉伸速度(如500±50mm/min常用于硫化橡膠的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試)。速度對(duì)結(jié)果影響很大,必須嚴(yán)格控制。

啟動(dòng)測(cè)試:?jiǎn)?dòng)試驗(yàn)機(jī),以恒定速度拉伸試樣直至斷裂。

數(shù)據(jù)記錄:實(shí)時(shí)記錄力-位移/-伸長(zhǎng)曲線。注意觀察試樣斷裂位置(應(yīng)在平行部分內(nèi))。

測(cè)量斷裂后標(biāo)距:如果使用標(biāo)距線測(cè)量斷裂伸長(zhǎng)率,需小心將斷裂的兩半試樣拼攏,測(cè)量?jī)蓸?biāo)距線間的最終距離(精確到0.5mm)。

5.結(jié)果計(jì)算與報(bào)告要求:

拉伸強(qiáng)度:斷裂時(shí)的最大力值除以試樣的原始最小橫截面積(寬度×厚度)。

斷裂伸長(zhǎng)率:試樣斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)量(最終標(biāo)距-原始標(biāo)距)除以原始標(biāo)距,乘以100%。

使用引伸計(jì)時(shí):直接從力-伸長(zhǎng)曲線上讀取斷裂點(diǎn)伸長(zhǎng)率。

使用標(biāo)距線時(shí):按5.4測(cè)量計(jì)算。

定伸應(yīng)力:在規(guī)定的伸長(zhǎng)率(如100%、200%、300%)時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力(力值/原始橫截面積)。必須使用引伸計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算。

報(bào)告內(nèi)容:

依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)(如ISO37,ASTMD412,GB/T528)。

試樣描述(類型、尺寸、來(lái)源、方向)。

試樣厚度(平均值)。

試驗(yàn)溫度、濕度。

拉伸速度。

使用的夾具類型。

是否使用引伸計(jì)及其類型。

每個(gè)試樣的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、定伸應(yīng)力(如要求)。

測(cè)試結(jié)果的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差(或范圍)。

試樣斷裂位置(在平行部分內(nèi)、夾持處附近)。

任何偏離標(biāo)準(zhǔn)的情況。

 

三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

試樣制備是基礎(chǔ):劣質(zhì)的試樣不可能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。確保裁刀鋒利、符合標(biāo)準(zhǔn)。

夾具選擇和夾持至關(guān)重要:防止打滑和夾傷是保證數(shù)據(jù)有效的前提。

引伸計(jì)是精確測(cè)量的核心:對(duì)于定伸應(yīng)力、模量、精確伸長(zhǎng)率,引伸計(jì)是必需的。選擇合適的量程和夾持力。

速度控制嚴(yán)格:拉伸速度顯著影響結(jié)果,必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)或約定執(zhí)行。

溫濕度控制:橡膠性能對(duì)溫濕度敏感,務(wù)必確保狀態(tài)調(diào)節(jié)和測(cè)試環(huán)境符合要求。

數(shù)據(jù)處理規(guī)范:按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法計(jì)算各項(xiàng)性能指標(biāo)。

安全:遵循設(shè)備操作安全規(guī)程,注意斷裂試樣可能的彈射。

 

四、標(biāo)準(zhǔn)選擇

通用:ISO37,ASTMD412,GB/T528。三者方法類似,細(xì)節(jié)(如試樣類型、速度)略有差異。

高溫/低溫:ISO2285,ASTMD1349。

特定材料或產(chǎn)品:如汽車、密封件、電線電纜等行業(yè)可能有特定標(biāo)準(zhǔn)。

 

總結(jié):進(jìn)行橡膠拉力拉伸試驗(yàn)是一個(gè)涉及精密設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)試樣、嚴(yán)格環(huán)境和規(guī)范操作的系統(tǒng)性過(guò)程。嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(ISO37,ASTMD412,GB/T528等)的各項(xiàng)要求,特別是在試樣制備、夾具選擇、引伸計(jì)使用和速度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié),才能獲得可靠、可比和有意義的材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)。在準(zhǔn)備建立測(cè)試流程時(shí),務(wù)必根據(jù)產(chǎn)品要求選定具體標(biāo)準(zhǔn),并嚴(yán)格遵循其所有細(xì)節(jié)規(guī)定。


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