中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

橡膠塑料拉力、壓力、彎曲試驗(yàn)機(jī)

技術(shù)要求

Requirements for tensile ,flexural and compression

testing machines for rubbers and plastics

1997-12-30發(fā)布　　　　　　　　　　　　　　　　　1998-07-01實(shí)施

國家技術(shù)監(jiān)督局 發(fā)布

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

技 術(shù) 要 求

Requirements for tensile ,flexural and compression

testing machines for rubbers and plastics

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在恒定的驅(qū)動速度下工作的，試驗(yàn)橡膠、塑料和粘合物的拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)的技術(shù)要求，但任一系統(tǒng)僅可適用于材料的一個有限范圍。

本標(biāo)準(zhǔn)也適用于彎曲、剪切和壓縮試驗(yàn)的系統(tǒng)。

2定義

本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。

2.1拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)tensile-testing system

由固定部件和移動部件所組成的試驗(yàn)機(jī)，在部件上可安裝合適的夾頭或夾具以夾持試樣。移動部件傳遞驅(qū)動力并裝有可調(diào)節(jié)速度的調(diào)速裝置。試驗(yàn)機(jī)具有完整的帶有指示裝置和（或）記錄儀的測力系統(tǒng)。此外，還可包括測量試樣伸長或變形的系統(tǒng)。

2.2施加的力applied force

沿試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)變軸線測得的，使試樣產(chǎn)生變形的力。根據(jù)所安裝的壓頭或夾具，可對試樣進(jìn)行拉伸、剪切、壓縮或彎曲。

注1：按此定義，當(dāng)試驗(yàn)機(jī)用于拉伸試驗(yàn)以外的其他試驗(yàn)時， “夾頭”還意指對試樣施加力的“壓板”或其他部件。

2.3伸長elongation

拉伸試樣試驗(yàn)長度的增量。

2.4變形deflection

在壓縮、剪切或彎曲試驗(yàn)中，試樣在施加力方向上的變形量。

2.5力、伸長和變形測量的精密度precision of force, elongation and deflection

對應(yīng)一給定真值，通過對該真值重復(fù)測量所得到的指示值間的zui大差值。

注2：精密度的這一定義是通過重復(fù)施加已知值并觀測其指示值的變化進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.6給定力的真值的準(zhǔn)確度accuracy for agiven true force

力的真值與重復(fù)施加力所得到的讀數(shù)的算術(shù)平均值之間的差值。以力的真值的百分?jǐn)?shù)表示。

注3：準(zhǔn)確度的這一定義是通過重復(fù)施加已知值并觀測其指示值的變化進(jìn)行檢驗(yàn)。

3試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的分級

試驗(yàn)機(jī)要根據(jù)測量下列參數(shù)的準(zhǔn)確度為其定級。

a）力（1或2級）；

b）伸長或變形（A¹、B¹、C¹、D¹或E¹級）。

例如：zui高準(zhǔn)確度的試驗(yàn)機(jī)定為“力：1級；伸長（變形）：A¹級”。

國家技術(shù)監(jiān)督局1997-12-30批準(zhǔn)　　　　　　　　　　　　              　　 1998-07-01實(shí)施

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這不意味著市場上提供的試驗(yàn)機(jī)要包含理論上可達(dá)到的所有級別。

如果在任何應(yīng)用中，對測量的每一個參數(shù)都不需考慮規(guī)定準(zhǔn)確度極限，則可不對試驗(yàn)機(jī)分級。

注4：除非嚴(yán)密地控制試驗(yàn)技術(shù)，否則嚴(yán)格規(guī)定試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的技術(shù)條件就價值不大。來源于不同試驗(yàn)室的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性既與試驗(yàn)機(jī)技術(shù)條件有關(guān)，也與試驗(yàn)技術(shù)有關(guān)。操作者的精度、試樣的安裝技術(shù)和試樣的可變性是主要的精度來源。

試驗(yàn)機(jī)應(yīng)避免暴露在外，以防吸水受潮或遭受熱源的輻射。

4結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4.1尺寸與結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)機(jī)的尺寸和結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)所有欲使用材料的試驗(yàn)，而且不應(yīng)有可能影響試驗(yàn)結(jié)果的不良性能。

移動夾頭的移動距離應(yīng)能充分滿足試樣zui大伸長的需要。對于伸長較大的材料，移動的距離可能需要超過1m。

4.2試驗(yàn)機(jī)軸線的對中

測力系統(tǒng)與試樣夾頭或夾具間的連接應(yīng)準(zhǔn)確地與應(yīng)變軸對中。試樣在安裝好以后也應(yīng)準(zhǔn)確地與應(yīng)變軸對中，且試樣的試驗(yàn)軸線應(yīng)與加力的方向一致。

注5：試樣在夾頭中，未與軸線對中以及試樣不對稱是試驗(yàn)結(jié)果變化的特別重要的原因。

4.3試樣夾頭

對于試驗(yàn)柔質(zhì)材料的啞鈴狀、平行條狀和類似的拉伸試樣，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)裝有隨著拉力增加可自動夾緊型的（例如，楔形或氣動的），并能沿試樣的整個寬度產(chǎn)生均勻壓力的夾頭。對于硬質(zhì)材料，螺旋作用力的夾頭也是適用的。夾持試樣的方式應(yīng)盡可能防止試樣相對夾頭滑移。

為試驗(yàn)環(huán)狀試樣，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)裝有兩個滑輪，二者均可自由轉(zhuǎn)動；其中至少一個通過試驗(yàn)機(jī)能以3r/min～50r/min的轉(zhuǎn)速自由地轉(zhuǎn)動，以便在試驗(yàn)過程中可使被試環(huán)狀試樣的應(yīng)變均勻。對應(yīng)大環(huán)狀試樣（外徑52.5mm）滑輪的直徑應(yīng)為25mm，對應(yīng)小環(huán)狀試樣（外徑10mm）滑輪直徑為4.5mm。

對于以剝離法進(jìn)行粘合強(qiáng)度的試驗(yàn)，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)裝有在相關(guān)的試驗(yàn)方法中所描述的夾頭或應(yīng)裝有沿試樣的整個寬度產(chǎn)生均勻夾緊力的夾頭。

夾持試樣的方法應(yīng)防止試樣相對夾頭滑移。當(dāng)粘合物試樣是用不同的粘合體制成時，對應(yīng)每一種粘合體可能需要設(shè)計不同的夾頭。

4.4驅(qū)動特性

試驗(yàn)機(jī)的移動橫梁在所有的試驗(yàn)速度下工作應(yīng)平穩(wěn)，驅(qū)動裝置不應(yīng)有任何明顯的間隙。

4.5壓縮、剪切和彎曲試驗(yàn)用的夾具

這類夾具或固定裝置應(yīng)符合相關(guān)的試驗(yàn)方法或材料技術(shù)條件的要求。它們引入的摩擦、間隙或不對中性，不應(yīng)明顯影響試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度。

5測力系統(tǒng)的型式

在任何情況下，應(yīng)能連續(xù)指示施加在試樣上的力，是自動記錄的，并能保留力的zui大示值。

以帶有小慣性測力系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)為佳。

注6：以擺錘測力的試驗(yàn)機(jī)可能會有明顯影響其動態(tài)響應(yīng)和降低其準(zhǔn)確度的摩擦與慣性。

6試驗(yàn)機(jī)的靜態(tài)準(zhǔn)確度

對于每個力的量程，規(guī)定了試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的級別為1級或2級（見第3章），試驗(yàn)機(jī)的每一量程的分級，要根據(jù)檢驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)時測得的精密度和準(zhǔn)確度的值確定。

表1中給出了1級和2級精密度和準(zhǔn)確度的zui大允許值，精度的圖解說明見圖1。試驗(yàn)機(jī)若單*壓縮或其他試驗(yàn)?zāi)Ｊ降牧砍虝r，這些量程應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行檢驗(yàn)。

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檢驗(yàn)的方法應(yīng)依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過檢驗(yàn)的裝置應(yīng)在表1給出的準(zhǔn)確度極限以內(nèi)。如果試驗(yàn)機(jī)要用于測量循環(huán)力，應(yīng)以遞增和遞減力兩種方式進(jìn)行檢驗(yàn)。

表1力的測量準(zhǔn)確度級別

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7試驗(yàn)機(jī)的動態(tài)準(zhǔn)確度

裝有電子測力裝置的拉力試驗(yàn)機(jī)，可以認(rèn)為在第9章所給出的各試驗(yàn)速度下*無慣性。但這未必適用于通常和它們一起使用的電子記錄儀，在許多情況下這些記錄儀的動態(tài)不準(zhǔn)確度大大超過它們的靜態(tài)不準(zhǔn)確度。

所有的機(jī)電式記錄儀都存在動態(tài)精度，此精度通常來源于由裝置的慣性而產(chǎn)生的加速度精度和由機(jī)械與靜電的摩擦作用引起的筆的滯后精度。記錄儀動態(tài)準(zhǔn)確度的測量通過記錄試驗(yàn)過程中的精度信號大小來實(shí)現(xiàn)。這在不影響儀器性能的情況下能夠完成，但通常在技術(shù)上是困難的。因此認(rèn)為目前在本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定動態(tài)準(zhǔn)確度的極限和校準(zhǔn)方法是不切合實(shí)際的。所以，忠告用戶要從試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠獲得用以計算概率測量誤差和評估該精度是否顯著的記錄儀動態(tài)準(zhǔn)確度圖。在有這種動態(tài)精度的情況下，可通過降低試驗(yàn)速度，或通過提高輸出裝置的滿量程讀數(shù)，來降低加速度和速度。

注7：準(zhǔn)確度的要求：在試驗(yàn)機(jī)滿量程的五分之一至滿量程的整個范圍內(nèi)，是以力的真值的百分?jǐn)?shù)表示；但在滿量程的五分之一以下力的精度，則是一個常數(shù)。例如，一臺500kN的1級試驗(yàn)機(jī)在滿量程五分之一的那一點(diǎn)上施加力所允許的zui大百分?jǐn)?shù)精度為±1%，與該點(diǎn)對應(yīng)的精度為±1kN。因此從零到滿量程五分之一（即100kN）的允許精度是±1kN的常數(shù)。

作為對記錄儀技術(shù)要求的指導(dǎo)，如果動態(tài)精度與靜態(tài)不準(zhǔn)確度相比大小相似，則滿量程行程的響應(yīng)

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時間宜大大小于力的上升時間。因此建議筆的zui大需用速度V_D宜小于筆的zui大可達(dá)速度V_max除以如下　按試驗(yàn)要級別確定的系數(shù)之商：

對于1級試驗(yàn)機(jī)：

對于2級試驗(yàn)機(jī)：

只要記錄儀的響應(yīng)時間T是已知的，則V_max可以根據(jù)下列公式近似計算：

　　　　　　　　　　　　　V_max＝

式中：R——記錄儀滿量程的行程。

如果不能接受上述的建議，忠告用戶從生產(chǎn)廠索取記錄儀工作時產(chǎn)生的動態(tài)精度的詳細(xì)資料。

8伸長（變形）的測量

橡膠和塑料試樣的伸長（變形），可采用下列試驗(yàn)方法測量：

a）       夾頭的分離距離；

b）      裝夾在試樣上的引伸計；

c）      光學(xué)或其他遙測（非接觸式）的引伸計。

在測量伸長時，應(yīng)給出連續(xù)的伸長（變形）示值，能自動繪制力-伸長（變形）曲線，并保留zui大伸長（變形）的示值。

對于某些場合，尤其是測量拉伸環(huán)狀試樣時的伸長以及彎曲、剪切或壓縮試驗(yàn)時的變形，用夾頭分離距離測量是zui方便的方法。在這種情況下，伸長（變形）測量系統(tǒng)中不應(yīng)有任何間隙，也不應(yīng)有明顯影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度的夾頭與試樣間的滑移。

當(dāng)使用裝夾在試樣上引伸計時，不應(yīng)使試樣產(chǎn)生任何變形或受損傷的痕跡，也不應(yīng)產(chǎn)生任何明顯影響試驗(yàn)結(jié)果的引伸計夾持器與試樣間的滑移。

確定引伸計準(zhǔn)確度時，被認(rèn)可的有A¹、B¹、C¹、D¹和E¹五個級別。每個測量裝置的每一測量范圍的分級，要根據(jù)檢驗(yàn)引伸計時的zui大精度確定。

表2中以標(biāo)尺讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)給出了精度值。生產(chǎn)廠應(yīng)標(biāo)明能夠達(dá)到規(guī)定準(zhǔn)確度時的zui小伸長。對應(yīng)所有級別的引伸計，在相關(guān)的試驗(yàn)方法或材料的技術(shù)條件中應(yīng)規(guī)定標(biāo)距長度；標(biāo)距長度應(yīng)準(zhǔn)確到±1%以內(nèi)。檢驗(yàn)的方法應(yīng)依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提供的檢驗(yàn)裝置要在表2中給出的準(zhǔn)確度權(quán)限以內(nèi)。

表2伸長（變形）測量的準(zhǔn)確度級別

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9移動夾頭的位移速度

試驗(yàn)機(jī)為動力驅(qū)動，并應(yīng)能選定一個或多個下列的移動夾頭的位移速度。

將速度選定以后，速度在任何試驗(yàn)或連續(xù)試驗(yàn)過程中的變動不應(yīng)超過平均速度的±5%，并應(yīng)保證在上面列出的速度表中規(guī)定的極限以內(nèi)。

移動夾頭位移速度的準(zhǔn)確度，應(yīng)在從零到試驗(yàn)機(jī)力范圍內(nèi)的某一規(guī)定的zui大值下，以平穩(wěn)遞增的力進(jìn)行檢驗(yàn)。除非另有規(guī)定，這個zui大值應(yīng)為試驗(yàn)機(jī)標(biāo)稱的zui大力的容量。通過繪制位移—時間記錄曲線能夠完成這一檢驗(yàn)。為能對移動夾頭位移速度做出真實(shí)的評定，在檢驗(yàn)試驗(yàn)過程中移動夾頭的位移不應(yīng)少于10mm，而且檢驗(yàn)試驗(yàn)的持續(xù)時間不應(yīng)少于1.0min。

所列出的位移速度是那些比較常用的。然而，也要注意到一些特殊的技術(shù)條件可能要求的速度（例如：在0.1 mm/min ～1000 mm/min之間）和與上述規(guī)定不同的允許偏差。

10試驗(yàn)機(jī)剛度

試驗(yàn)機(jī)剛度（又稱剛性）是試驗(yàn)系統(tǒng)的力和變形的比值。該系統(tǒng)包括試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架、施加應(yīng)變機(jī)構(gòu)、測力裝置和夾持試樣的夾頭與附件。

對于“軟”試驗(yàn)機(jī)，如擺錘式試驗(yàn)機(jī)，驅(qū)動部件的移動速度未必與夾頭的分離速度相同。所以，未經(jīng)修正過的橫梁位移不能用于試樣變形的測量。因此要優(yōu)先選用與試樣相比剛性較大的試驗(yàn)機(jī)，以便使夾頭分離速度，以及若有要求時，使它們變形測量的準(zhǔn)確度分別滿足第9章和第8章的要求。

11穩(wěn)定性

電子試驗(yàn)機(jī)長時穩(wěn)定性受許多因素影響，其中zui主要的是溫度、力敏感元件的機(jī)械滯后，主電源電壓的穩(wěn)定度和電子元器件值的變化。

因而生產(chǎn)廠在其技術(shù)條件和任何說明書中，應(yīng)說明為保持試驗(yàn)機(jī)標(biāo)明的準(zhǔn)確度所必須保證的如下要求：

a）保證試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的溫度范圍；

b）保證試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的電源電壓的變動值；

c）必須給出用手動控制器調(diào)零點(diǎn)或滿度的頻次。

12檢驗(yàn)證書

試驗(yàn)機(jī)按本標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)后，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)頒發(fā)標(biāo)有下列內(nèi)容的證書：

a）試驗(yàn)機(jī)的標(biāo)識和檢驗(yàn)日期；

b）每個力或伸長標(biāo)尺所檢定的范圍和級別；

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c）使用的檢驗(yàn)方法和所用的校驗(yàn)裝置的標(biāo)識；

d）檢驗(yàn)時的室溫；

e）選定速度的準(zhǔn)確度（見第9章）；

f）本標(biāo)準(zhǔn)編號。

試驗(yàn)機(jī)應(yīng)定期進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證其繼續(xù)符合按本標(biāo)準(zhǔn)確定的一個或多個級別。重新檢驗(yàn)的周期要根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的型式、維護(hù)水平和使用量而定。建議重新檢驗(yàn)的間隔一般不超過12個月。但是如果試驗(yàn)機(jī)被拆卸搬運(yùn)到新的地點(diǎn)，或經(jīng)過大修或調(diào)整都應(yīng)重新檢驗(yàn)。