1、标准要求
根据《GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》及“ISO 37:1994 Rubber,vulcanized or thermoplastic -Determination of tensile stress-strain properties”标准要求,橡胶拉伸试验需要求取以下几项或全部七项参数
1) 试样拉伸至断裂过程中出现的最大力值(拉伸强度);
2) 试样断裂时的力值(断裂强度);
3) 屈服点对应的力值(屈服点拉伸应力);
4) 试样拉伸到给定伸长率时的力值(定伸应力);
5) 试样拉伸至给定应力时的伸长率(定应力伸长率);
6) 屈服点对应的伸长率(屈服点伸长率);
7) 试样断裂时的伸长率(扯断伸长率)。
由此可以看出,力值与标距变化量的数据跟踪是进行橡胶拉伸试验的两个基本参数。
2、试验机应具备的能力。
1)大行程。
由于橡胶在拉伸时变形量很大,尤其是乳胶制品,伸长率有可能高达1000%以上。所以在橡胶试样断裂之前,必须保证夹头有足够的行程
2)高精度及高频率的数据采集。
拉伸橡胶不需要很大的力,拉力测量范围不需要很大,所以需要力值的精度较高。一般要求试验机能够求取小数点后两位以上精度的力值。此外由于检测橡胶拉伸性能需要拉伸过程中的数个拉力值,而拉伸试验又不可重复,所以即时准确记录每个试验段的拉力力值对于试验成败起着非常重要的作用。
3)准确的标距测量和记录装置。
试样标距的测量是计算橡胶伸长率的重要数据,所以橡胶拉伸试验中拉力试验机必须准确地测量试样的应变量,并即时地记录下来。由于变形量较大,必须配备可以进行大变形测量的变形测量装置(不做2中4-5项的除外)。
4)可以准确描述应力-应变曲线的装置。
拉伸试样中的拉力值和标距之间有着密切的联系,例如:试样的定伸应力需要测量试样拉伸到给定伸长率的力值,而定应力则需要测量试样拉伸到给定应力的标距。试验完成后,准确的应力-应变曲线可以再现试验过程,并清晰的反映每个试验段的数值,便于计算试验要求的项目
3、橡胶拉力试验机选型参考
1)确定试验机的行程范围。
普通标准厚度试样(1、2、4型哑铃状试样的厚度为2.0±0.2mm,3型试样的厚度为1.0±0.1mm)断裂时的标距一般都在1米以内;特殊厚度试样,如医用橡胶手套的试样,断裂时标距有可能超过1米。所以夹具移动范围一般在1米到1.5米之间,这样可以适合各种橡胶试样的拉伸试验。
2)橡胶拉力试验机拉力测量和记录装置。
试验机作为精密测试大型仪器类产品,近几年已逐渐向电脑化方向发展。计算机作为试验机的控制装置与数据处理装置,可以高效率的按照标准要求完成试验测试。橡胶产品的测试,有力值与标距变化量两个参数作为基本测试量,应选择可以将两个参数有效合成的试验机系统。因此应选择传感器测力的微机控制电子拉力试验机进行橡胶产品物理性能测试,由计算机完成拉力测量与试验数据记录。
3)试验机标距测量。
橡胶的标距测量是拉伸试验中的一个重要环节,直接影响到试验的准确性。目前国内外大变形测量技术已非常成熟,行业内称这种装置为大变形引伸计。
大变形引伸计,采用的传感测量元件为光电编码器。通过平衡装置消除重力影响的精密小巧的夹持装置,直接夹持到试样标距处,通过低摩擦力直线轴承副将直线运动转化为光电编码器的旋转运动。光电编码器属于数字传感器器件,与计算机的数据传输比较方便,而且信号稳定,目前技术非常成熟。
有一些特殊试样不能采取接触式传感器进行标距测量,例如医用橡胶手套试样。橡胶手套的主要成分为天然乳胶,拉伸试验过程中所用的拉力值比一般的橡胶制品小,同时GB7543-1996《橡胶医用手套》中规定拉伸性能试验的试样是直接在橡胶医用手套成品上直接裁取的,所以裁取下的试样厚度很小,大约只有0.2mm左右,这样厚度的乳胶试样只需要很小的力值就可以将试样拉伸很长。所以采取接触式标距测量方式对试样拉伸试验会产生很大的影响,主要是标距杆的夹持对被夹持部位的拉伸有一定的影响,使其不能自由拉伸。
采取非接触式视频引伸计就可以避免上述这些问题,采用摄像的方法对标距的变化进行跟踪就是其中一个方法。试样背景采用黑色粗糙不反光材料(如黑色粗糙绝缘胶布),将标距部分(即两条标距线之间的部分)用对比度高的涂料涂色(若试样颜色较浅则标距用黑色颜料涂满,若试样颜色较深则标距用白色颜料涂满),将摄像头采集的图像输入计算机,调整对比度,使标距边界在计算机上可清晰辨别。在拉伸过程中通过计算机对采集到的图像进行处理,对标距线进行跟踪,实时测试标距值。这种测量方法不仅可以准确地测量出每一时刻的标距值,还不会影响到橡胶的拉伸过程。
4、特殊要求的橡胶性能试验。
某些成品橡胶要求做等负荷循环压缩试验,插拔力循环试验,保载荷持久试验等。这些试验则要求拉力试验机应能具备试验力、变形等闭环控制功能,一般的高档电子拉力试验机通常均具备这一功能。但对于要求频率较高的性能试验(通常大于2Hz),则应选用电液伺服疲劳试验机进行试验。 |