硫橡脧熱塑性橡膠 拉伸應力應變性能的測定
發(fā)布時間 : 2020-03-03CS83.060
G40
中華人民共和國國家標準
GB/T5282009/ISO37:2005
代替GB/T5281998
硫橡脧熱塑性橡膠
拉伸應力應變性能的測定
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
中國國家標準化管理委員會
發(fā)布
GB/T5282009/IS37:2005
前言
本標準等同采用ISO37:2005《硫化橡膠或熱塑性橡膠——拉伸應力應變性能的測定》(英文版),
包括其修正案ISO37:2005/Cor.1:2008
本標準代替GB/T5281998《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》
本標準等同翻譯ISO37:2005和ISO37:2005/Cor.1:2008
為便于使用,本標準還做了下列編輯性修改:
a)“本國際標準”一詞改為“本標準”;
b)用小數(shù)點“.”代替作為小數(shù)點的逗號“,”;
c)刪除國際標準前言;
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)
本標準與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
本標準由中國石油和化學工業(yè)協(xié)會提出。
本標準的附錄A、附錄B為規(guī)范性附錄,附錄C為資料性附錄。
本標準由全國橡標委橡膠物理和化學試驗方法分技術(shù)委員會(SC/TC35/SC2)歸口
本標準起草單位:中橡集團沈陽橡膠研究設計院。
本標準參加起草單位:北京橡膠工業(yè)研究設計院、承德精密試驗機有限公司。
本標準主要起草人:費康紅、吉連忠。
本標準參加起草人:謝君芳、丁曉英、趙凌云、王新華。
本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為:
gB/T5281992,B/T5281998
gb/t5282009/IO37:2005
硫化橡膠或熱塑性橡膠
拉伸應力應變性能的測定
警告:使用本標準的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗本標準無意涉及因使用本標準可能出
現(xiàn)的安全問題,使用者有責任采取適當?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
本標準規(guī)定了硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定方法
本標準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、定伸應力、定應力伸長
率、屈服點拉伸應力和屈服點伸長率。其中屈服點拉伸應力和應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準的引用而成為本標準的條款。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準然而,鼓勵根據(jù)本標準達成協(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準。
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準。
3.1
拉伸應力 tensile stress
拉伸試樣所施加的應力。
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
由于拉伸應力而引起試樣形變,用試驗長度變化的百分數(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)伸長并伴隨著應力下降,則導致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,—服點拉伸應力;
E——拉斷伸長率
TS拉伸強度;
E——服點伸長率;
TS拉斷強度;
應力
Y—屈服點。
圖1拉伸術(shù)語的圖示
3.6
定應力伸長率E, elongation at given stress
試樣在給定拉伸應力下的伸長率。
2
GB/T5282009/ISO37:2005
3.7
定伸應力 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,應謹慎與表示“在給定伸長率下應力-應變曲
線斜率”的“模量”相混淆
3.8
屈服點拉伸應力S, tensile stress at yield
應力應變曲線上出現(xiàn)的應變進一步增加而應力不再繼續(xù)增加的第一個點對應的應力。
注:此值可能對應于拐點[參看圖1b)],也可能對應于最大值點[見圖1c)]
3.9
屈服點伸長率E elongation at yield
應力應變曲線上出現(xiàn)應變進一步增加而應力不增加的第一個點對應的拉伸應變。
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標線之間的初始距離。
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)狀標準試樣進行拉伸。按要求記錄試
樣在不斷拉伸過程中和當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力應變性能值。這主要是由于在拉伸環(huán)狀試樣時其橫
截面上的應力是不均勻的;另一個原因是“壓延效應”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行選擇時,應注意以下要點:
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”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,則應選用啞鈴狀試樣,而環(huán)狀試樣不適用。
c)定應力伸長率和定伸應力
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”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。
本標準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(標準型)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)品標準的試樣,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
試樣狹窄部分的標準厚度,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符合相應的裁刀所給出的要求(見表2)
非標準試樣,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型標準環(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
差應不大于2%
4
/T528-2009/IS37:2005
B型標準環(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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GB/528-2009/IS37:2005
E級。試驗機應至少能在100mm/min士1mm/min、200mm/min20mm/min和500mm/min
50mm/min移動速度下進行操作
7.4.2對于在標準實驗室溫度以外的試驗,拉伸試驗機應配備一臺合適的恒溫箱。高于或低于正常溫
度的試驗應符合GB/T2941要求。
8試樣數(shù)量
試驗的試樣應不少于3個。
注:試樣的數(shù)量應事先決定,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
啞鈴狀試樣應按GB/T2941規(guī)定的相應方法制備。除非要研究“壓延效應”,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)狀試樣應按GB/T2941規(guī)定的相應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盡可能在相同時間
間隔內(nèi)進行。
對制品試驗,只要有可能,硫化與試驗之間的時間間隔應不超過3個月。在其他情況下,從用戶收
到制品之日起,試驗應在2個月之內(nèi)進行。
10.2樣品和試樣的防護
在硫化與試驗之間的時間間隔內(nèi),樣品和試樣應盡可能完全地加以防護,使其不受可能導致其損壞
的外來影響,例如,應避光、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,都應按GB/T2941的規(guī)定,在標準實驗室溫度下(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按GB/T2941的規(guī)定,在標準實驗室溫度下(控制濕度),
調(diào)節(jié)至少96h
10.4試樣的調(diào)節(jié)
所有試樣應按GB/T2941的規(guī)定進行調(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
間隔應不少于16h,但不應大于72h
對于在標準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,無需做進一步的制備,
則試樣可直接進行試驗。對需要進一步制備的試樣,應使其在標準實驗室溫度下調(diào)節(jié)至少3h
對于在標準實驗室溫度以外的溫度下的試驗試樣應按GB/T2941的規(guī)定在該試驗溫度下調(diào)節(jié)足
夠長的時間,以保證試樣達到充分平衡(見7.4.2)。
11啞鈴狀試樣的標記
如果使用非接觸式伸長計,則應使用適當?shù)拇驑似靼幢?規(guī)定的試驗長度在啞鈴狀試樣上標出兩
條基準標線。打標記時,試樣不應發(fā)生變形。
兩條標記線應標在如圖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。
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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,該距離應按GB/T2941的規(guī)定進行測量,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)進行比較,每組厚度的中位數(shù)應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型試樣應為500mm/min±50mm/min,3型和4型試樣應為
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,并另取一試樣進行重復試驗。
注:1采取目測時,應避免視覺誤差。
2在測拉斷永久變形時,應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
距離和應力,精確到2%,或按15章的要求。
可動滑輪的標稱移動速度:A型試樣應為500mm/min±50mm/min,B型試樣應為100mm/min士
10 mm/min.
14試驗溫度
試驗通常應在GB/T2941中規(guī)定的一種標準實驗室溫度下進行。當要求采用其他溫度時,應從
GB/T2941規(guī)定的推薦表中選擇。
在進行對比試驗時,任一個試驗或一批試驗都應采用同一溫度。
7
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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)
定伸應力S按式(4)計算,以MPa表示
S.Wt
……(4)
定應力伸長率E,按式(5)計算,以%表示:
E,=100(-
…5
所需應力對應的力值F按式(6)計算,以N表示:
=SWt
……
6)
屈服點拉伸應力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
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拉斷伸長率E按式(11)計算,以%表示:
E=100(d+2b-C)
(11
C
定伸應力S按式(12)計算,以MPa表示:
F
S. =2Wt
……(12)
給定伸長率對應于滑輪中心距L按式(13)計算,以mm表示:
Ci-nd
L=200+2
(13)
定應力伸長率E按式(14)計算,以%表示:
100(d+2L,-C
E,=
14)
Cm
定應力對應的力值F按式(15)計算,以N表示:
F. =2S.Wt
(15)
屈服點拉伸應力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定應力伸長率,%;
Fb試樣斷裂時記錄的力,單位為牛(N);
F定應力對應的力值,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力應變性能時,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,應報告每一性能的中位數(shù)。
17試驗報告
試驗報告應包括下列內(nèi)容:
a)本標準編號;
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)非標準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)。刀片應用肥皂液潤滑,并應經(jīng)常對鋒利度、損壞等進行檢查。在用圖A.2所示的工具切取
時,樣品應被夾緊。
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
方法的重復性和再現(xiàn)性基于ISO/TR9272:200進行計算。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?？偣?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%定伸應力(S10)和200%定伸應
力(S20)。
B.2.3用1型、2型和1A型三種類型的啞鈴狀試樣進行試驗。
在第一個ITP中,用標距為20mm和25mm兩種試驗長度對1型試樣進行試驗,而在第二個ITP
中只對試驗長度為25mm的試樣進行試驗。
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:
重復性,測量單位;
(r)重復性,%(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
新增加到本標準中的,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數(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數(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數(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數(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
對部分試樣進行了有限元分析(FEA)。圖C.示出使用“ABAQUS”軟件獲得的應變分布。
應變分布分析表明,1型和2型的最高應變部位出現(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,邊緣附近的應變與中心部位處于同一水平,表示1A型的應變分布
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”獲得的應變分布實例
18
GB/T528-2009/ISO37:2005
參考文獻
[1]ISO/TR9272:2005,橡膠和橡膠制品試驗方法標準精密度的測定
[2]ISO5725-3,測量方法和結(jié)果的準確性(真實度和精密度)第3部分:標準測量方法精密
度的中間測量。
