CS83.060

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(shí)施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

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(diǎn)“.”代替作為小數(shù)點(diǎn)的逗號(hào)“,”;

c)刪除國際標(biāo)準(zhǔn)前言;

d)為方便使用增加了兩個(gè)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(huì)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(yàn)方法分技術(shù)委員會(huì)(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(jì)院。

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位:北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院、承德精密試驗(yàn)機(jī)有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:費(fèi)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(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(qiáng)度、拉斷伸長率、定伸應(yīng)力、定應(yīng)力伸長

率、屈服點(diǎn)拉伸應(yīng)力和屈服點(diǎn)伸長率。其中屈服點(diǎn)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(lì)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(yàn)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(yàn)機(jī)(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(yàn)長度的原始橫截面面積計(jì)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(yàn)長度變化的百分?jǐn)?shù)表示。

3.3

拉伸強(qiáng)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(qiáng)度 TS tensile strength at break

試樣拉伸至斷裂時(shí)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(shí)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(diǎn)拉伸應(yīng)力;

E——拉斷伸長率

TS拉伸強(qiáng)度;

E——服點(diǎn)伸長率;

TS拉斷強(qiáng)度;

應(yīng)力

Y—屈服點(diǎn)。

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(yàn)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(diǎn)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(gè)點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力。

注:此值可能對應(yīng)于拐點(diǎn)[參看圖1b)],也可能對應(yīng)于最大值點(diǎn)[見圖1c)]

3.9

屈服點(diǎn)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(gè)點(diǎn)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(yàn)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(dòng)夾持器或滑輪恒速移動(dòng)的拉力試驗(yàn)機(jī)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(shí)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(shí)其橫

截面上的應(yīng)力是不均勻的;另一個(gè)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(shí),應(yīng)注意以下要點(diǎn):

a)拉伸強(qiáng)度

測定拉伸強(qiáng)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(shí)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(jì)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(jì)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(dòng)控制試驗(yàn)時(shí),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(qiáng)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(yàn)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(yàn)。

試樣制備需要打磨或厚度調(diào)整時(shí),結(jié)果可能會(huì)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(yàn)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(yàn)長度應(yīng)符合表1規(guī)定。

表1啞鈴狀試樣的試驗(yàn)長度

試樣類型

1型

1A型

2型

3型

4型

試驗(yàn)長度/mm25.0±0.520.0±0.520.0±0.510.0士0.510.0±0.5

a試驗(yàn)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(jī)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(diǎn)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(diǎn)的軸向厚度與中位數(shù)的偏

差應(yīng)不大于2%

4

/T528-2009/IS37:2005

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(diǎn)的徑向?qū)挾扰c中位數(shù)的偏差不應(yīng)大于0.1mm

7試驗(yàn)儀器

7.1裁刀和裁片機(jī)

試驗(yàn)用的所有裁刀和裁片機(jī)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(diǎn)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(jī)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(jì)

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(jì)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(jì)相

一致。

7.3錐形測徑計(jì)

經(jīng)校準(zhǔn)的錐形測徑計(jì)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(yàn)機(jī)

7.4.1拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合ISO5893的規(guī)定具有2級測力精度。試驗(yàn)機(jī)中使用的伸長計(jì)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

5

GB/528-2009/IS37:2005

E級。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)至少能在100mm/min士1mm/min、200mm/min20mm/min和500mm/min

50mm/min移動(dòng)速度下進(jìn)行操作

7.4.2對于在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度以外的試驗(yàn),拉伸試驗(yàn)機(jī)應(yīng)配備一臺(tái)合適的恒溫箱。高于或低于正常溫

度的試驗(yàn)應(yīng)符合GB/T2941要求。

8試樣數(shù)量

試驗(yàn)的試樣應(yīng)不少于3個(gè)。

注:試樣的數(shù)量應(yīng)事先決定,使用5個(gè)試樣的不確定度要低于用3個(gè)試樣的試驗(yàn)。

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(yàn)之間的時(shí)間間隔

對所有試驗(yàn),硫化與試驗(yàn)之間的最短時(shí)間間隔應(yīng)為16h

對非制品試驗(yàn),硫化與試驗(yàn)之間的時(shí)間間隔最長為4星期,對于比對評估試驗(yàn)應(yīng)盡可能在相同時(shí)間

間隔內(nèi)進(jìn)行。

對制品試驗(yàn),只要有可能,硫化與試驗(yàn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)不超過3個(gè)月。在其他情況下,從用戶收

到制品之日起,試驗(yàn)應(yīng)在2個(gè)月之內(nèi)進(jìn)行。

10.2樣品和試樣的防護(hù)

在硫化與試驗(yàn)之間的時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yàn)之間的時(shí)間

間隔應(yīng)不少于16h,但不應(yīng)大于72h

對于在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下的試驗(yàn),如果試樣是從經(jīng)調(diào)節(jié)的試驗(yàn)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(yàn)。對需要進(jìn)一步制備的試樣,應(yīng)使其在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下調(diào)節(jié)至少3h

對于在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度以外的溫度下的試驗(yàn)試樣應(yīng)按GB/T2941的規(guī)定在該試驗(yàn)溫度下調(diào)節(jié)足

夠長的時(shí)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(jì),則應(yīng)使用適當(dāng)?shù)拇驑?biāo)器按表1規(guī)定的試驗(yàn)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(shí),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

gb/t5282009/I37:2005

12試樣的測量

12.1啞鈴狀試樣

用測厚計(jì)在試驗(yàn)長度的中部和兩端測量厚度。應(yīng)取3個(gè)測量值的中位數(shù)用于計(jì)算橫截面面積。在

任何一個(gè)啞鈴狀試樣中,狹窄部分的三個(gè)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(jì)算

橫截面面積。內(nèi)徑測量應(yīng)精確到0.1mm。按下列公式計(jì)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(yàn)步驟

13.1啞鈴狀試樣

將試樣對稱地夾在拉力試驗(yàn)機(jī)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(gè)伸長測量裝置。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī),在整個(gè)試驗(yàn)過程中連續(xù)監(jiān)測試驗(yàn)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(dòng)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(yàn)結(jié)果,并另取一試樣進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。

注:1采取目測時(shí),應(yīng)避免視覺誤差。

2在測拉斷永久變形時(shí),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(jì)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(yàn)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(gè)滑輪上。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī),在整個(gè)試驗(yàn)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(dòng)滑輪的標(biāo)稱移動(dòng)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(yàn)溫度

試驗(yàn)通常應(yīng)在GB/T2941中規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下進(jìn)行。當(dāng)要求采用其他溫度時(shí),應(yīng)從

GB/T2941規(guī)定的推薦表中選擇。

在進(jìn)行對比試驗(yàn)時(shí),任一個(gè)試驗(yàn)或一批試驗(yàn)都應(yīng)采用同一溫度。

7

GB/T5282009/IS37:2005

15試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算

15.1啞鈴狀試樣

拉伸強(qiáng)度TS按式(1)計(jì)算,以MPa表示:

TS=

…(1)

斷裂拉伸強(qiáng)度TS按式(2)計(jì)算,以MPa表示:

F

TSb Wt

……(2)

拉斷伸長率E按式(3)計(jì)算,以%表示:

E=100(-L)

…(3)

定伸應(yīng)力S按式(4)計(jì)算,以MPa表示

S.Wt

……(4)

定應(yīng)力伸長率E,按式(5)計(jì)算,以%表示:

E,=100(-

…5

所需應(yīng)力對應(yīng)的力值F按式(6)計(jì)算,以N表示:

=SWt

……

6)

屈服點(diǎn)拉伸應(yīng)力Sy按式(7)計(jì)算,以MPa表示:

Fy

Sy-Wt

屈服點(diǎn)伸長率E按式(8)計(jì)算,以%表示:

E,=100(L-

……(8)

在上式中,所使用的符號(hào)意義如下

Fb斷裂時(shí)記錄的力,單位為牛(N);

F給定應(yīng)力時(shí)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(diǎn)時(shí)記錄的力,單位為牛(N);

L初始試驗(yàn)長度,單位為毫米(mm);

Lb斷裂時(shí)的試驗(yàn)長度,單位為毫米(mm);

L定應(yīng)力時(shí)的試驗(yàn)長度,單位為毫米(mm);

Ly屈服時(shí)的試驗(yàn)長度,單位為毫米(mm)

S所需應(yīng)力,單位為兆帕(MPa);

t試驗(yàn)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(qiáng)度TS按式(9)計(jì)算,以MPa表示:

F

TS =2Wt

9

斷裂拉伸強(qiáng)度TS按式(10)計(jì)算,以MPa表示:

TS,=2Wt

(10)

8

GB/T528-2009/ISO37:2005

拉斷伸長率E按式(11)計(jì)算,以%表示:

E=100(d+2b-C)

(11

C

定伸應(yīng)力S按式(12)計(jì)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(jì)算,以mm表示:

Ci-nd

L=200+2

(13)

定應(yīng)力伸長率E按式(14)計(jì)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(jì)算,以N表示:

F. =2S.Wt

(15)

屈服點(diǎn)拉伸應(yīng)力Sy按式(16)計(jì)算,以MPa表示:

S, =2wi

…(16)

屈服點(diǎn)伸長率Ey按式(17)計(jì)算,以%表示:

E,=100(d+2-C

…7)

在上式中,所使用的符號(hào)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(shí)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(diǎn)時(shí)記錄的力,單位為牛(N);

Lb試樣斷裂時(shí)兩滑輪的中心距,單位為毫米(mm)

L,給定應(yīng)力時(shí)兩滑輪的中心距,單位為毫米(mm)

Ly屈服點(diǎn)時(shí)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(yàn)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(shí),則每種試驗(yàn)數(shù)據(jù)可視為獨(dú)立得到的試驗(yàn)結(jié)果

按規(guī)定分別予以計(jì)算。

在所有情況下,應(yīng)報(bào)告每一性能的中位數(shù)。

17試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容:

a)本標(biāo)準(zhǔn)編號(hào);

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(yàn)試樣數(shù)量。

c)試驗(yàn)說明:

1)非標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度時(shí)的試驗(yàn)溫度,如果需要,列出相對濕度;

2)試驗(yàn)日期;

3)與規(guī)定試驗(yàn)步驟的任何不同之處。

d)試驗(yàn)結(jié)果,即按第15章計(jì)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(jī)切取,該機(jī)轉(zhuǎn)速為400rmin,并配備一個(gè)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(shí),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(jì)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(yàn)計(jì)劃說明

B.2.1安排了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)計(jì)劃(ITP)

2001年第一個(gè)ITP如下:

拉伸試驗(yàn)使用了NR、SBR和EPDM三種不同的膠料。這一試驗(yàn)方法的試驗(yàn)結(jié)果為下述每一性能

5次分別測量的平均值。總共8個(gè)國家的23個(gè)實(shí)驗(yàn)室參與了該計(jì)劃。

2002年第二個(gè)ITP如下:

拉伸試驗(yàn)使用一種NR膠料。膠料配方與第一個(gè)ITP所使用的NR膠料相同。總共6個(gè)國家的

17個(gè)實(shí)驗(yàn)室參與該計(jì)劃。

將完全制備好的橡膠試樣送到每個(gè)實(shí)驗(yàn)室,兩個(gè)ITP均以1級精密度進(jìn)行評價(jià)。

B.2.2測定的試驗(yàn)性能包括斷裂拉伸強(qiáng)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(yàn)。

在第一個(gè)ITP中,用標(biāo)距為20mm和25mm兩種試驗(yàn)長度對1型試樣進(jìn)行試驗(yàn),而在第二個(gè)ITP

中只對試驗(yàn)長度為25mm的試樣進(jìn)行試驗(yàn)。

B.3精密度的結(jié)果

精密度的計(jì)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(gè)

ITP的NR、SBR和EPDM膠料的結(jié)果,表B.4給出第二個(gè)ITP的NR的結(jié)果。

這些表中所使用的符號(hào)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(gè)TP)

啞鈴狀類型/平均值

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的重復(fù)性

實(shí)驗(yàn)室間的再現(xiàn)性

性能

試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)的重復(fù)性

實(shí)驗(yàn)室間的再現(xiàn)性

性能

試驗(yàn)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(gè)ITP)

啞鈴狀類型/平均值

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的重復(fù)性

實(shí)驗(yàn)室間的再現(xiàn)性

性能

試驗(yàn)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(gè)ITP)

性能啞鈴狀類型

平均值

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的重復(fù)性

實(shí)驗(yàn)室間的再現(xiàn)性

試驗(yàn)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(gè)ITP)

性能啞鈴狀類型/平均值

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的重復(fù)性

實(shí)驗(yàn)室間的再現(xiàn)性

試驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)的三個(gè)方差

在對按ISO/TR9272:2005計(jì)算的精密度的比較中,R是實(shí)驗(yàn)室之間方差(2)的表征,是某一試

驗(yàn)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(yàn)”足以評判方差的每個(gè)組分

對第二個(gè)ITP中的測量值總方差的每個(gè)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(yàn)”對第二個(gè)ITP中拉伸強(qiáng)度方差的每個(gè)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(yàn)”對第二個(gè)ITP中伸長率方差的每個(gè)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(yàn)長度外斷裂的試樣數(shù)

圖C.1示出在試驗(yàn)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(yàn)230個(gè)試樣,由

23個(gè)實(shí)驗(yàn)室在兩個(gè)試驗(yàn)日內(nèi)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室每天試驗(yàn)5個(gè)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(yàn)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(yàn)長度外斷裂的試樣數(shù)

(第一個(gè)ITP每個(gè)類型試樣共230個(gè))

在用NR膠料制備的試驗(yàn)長度為20mm的1型啞鈴狀試樣中,試驗(yàn)長度外斷裂的試樣159個(gè),約

占70%;在試驗(yàn)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(yàn)長度外斷裂的試樣只占13%

對于SBR和EPDM,1A型試樣試驗(yàn)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(yàn)長度外斷裂試樣的比例與拉伸能之間的關(guān)系

對試驗(yàn)長度外斷裂試樣的百分比與拉伸能(拉伸強(qiáng)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(yàn)長度外斷裂試樣的百分?jǐn)?shù)。

圖C.2示出該試驗(yàn)的結(jié)果

100

80

60

40

20

20

1000000200

XTSXE(MPa.%);

—在試驗(yàn)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(yàn)長度外斷裂試樣的百分?jǐn)?shù)與TS×E(拉伸能)的關(guān)系

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g/5282009/ISO37:2005

試驗(yàn)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(shí),大多數(shù)1A型試樣都在試驗(yàn)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(yàn)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(shí)例

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GB/T528-2009/ISO37:2005

參考文獻(xiàn)

[1]ISO/TR9272:2005,橡膠和橡膠制品試驗(yàn)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(shí)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。