Диаграмма резины на растяжение
Как известно, в сопротивлении материалов рассматриваются четыре основных типа деформации:
а) растяжение или сжатие,
б) сдвиг,
в) изгиб,
г) кручение.
Эти четыре вида так называемых простых деформаций охватывают все случаи изменений размеров и формы элементов машин и конструкций, которые они претерпевают под действием внешних сил. Однако разные материалы по-разному оказывают сопротивление тому или иному виду деформации, по-разному изменяют свою форму под влиянием приложенных нагрузок.
Более или менее одинаковую сопротивляемость всем основным видам деформации оказывают детали, изготовленные из стали. Детали из чугуна хорошо сопротивляются деформации сжатия, но слабо выдерживают кручение и срез и очень плохо сопротивляются изгибу. В противоположность этому элементы конструкций и детали из дерева хорошо работают на изгиб, но плохо воспринимают деформацию сжатия и т. д.
Резина как конструкционный материал применяется для изготовления деталей машин, работающих главным образом на деформацию сжатия и сдвига. Резина хорошо воспринимает и другие виды деформаций, проявляя при этом весьма ценные конструкционные свойства. Так, для деформации растяжения резины характерны большие удлинения, достигающие 500% и более. Однако трудности прочного и надежного соединения резиновых элементов, работающих на растяжение с другими деталями машин, очень ограничивают их применение.
При работе на изгиб резиновые детали отличаются высокой эластичностью и практически не могут нести или передавать нагрузку. Аналогичные причины ограничивают применение резиновых деталей, работающих на кручение. Резина практически не может сопротивляться срезу. Во всех перечисленных случаях ограниченного применения резины детали из нее предназначаются не для восприятия и передачи силовых нагрузок,— они выполняют роль эластичных кинематических связей.
Деформируемость резины под действием приложенных нагрузок и ее механические свойства характеризуются определенными законами и аналитическими зависимостями, знание которых необходимо для правильного применения резины в качестве конструкционного материала деталей машин.
Модуль упругости и модуль сдвига. Одним из основных параметров, лежащих в основе как статических, так и динамических расчетов резиновых деталей, является модуль упругости. В отличие от таких конструкционных материалов, как сталь, цветные металлы, дерево и т. д., для которых модуль упругости почти не изменяется, для резины модуль упругости не является постоянной величиной. Так, при растяжении !00% среднее значение модуля упругости различных резин изменяется в 10—15 раз и обычно лежит в пределах 0,5—7,5 Мн/м2.
Функциональная зависимость между напряжением в материале а и его относительной деформацией е, выражаемая законом Гука> предполагает линейную зависимость а. Однако для целого ряда материалов, в том числе и для многих металлов, вообще не существует линейной зависимости между напряжением и деформацией.
В тех же случаях, когда такая зависимость имеет место, как, например, у стали, границы применения закона Гука находятся значительно ниже предельной деформации, соответствующей разрушению материала. Практическое применение закона Гука ограничивается поэтому наперед заданным пределом пропорциональности, имеющим собственное значение для того или иного материала и очерчивающим границы зависимости а(е), в пределах которых она с известным допущением может считаться линейной.
Как известно, для стали предел применимости закона Гука ограничивается участком оа диаграммы растяжения. При этом напряжение, при котором происходит разрушение материала, лишь незначительно превосходит напряжение, соответствующее пределу пропорциональности. Необходимо обратить внимание также и на то, что величина относительной деформации е, в пределах которой сохраняется линейность зависимости а(е), мала и, как правило, не превышает е = 0,05.
Анализируя диаграмму растяжения резины , можно заметить ряд характерных особенностей, отличающих ее от аналогичной диаграммы для стали. В начальный момент деформации имеет место некоторая выпуклость кривой а(е) в сторону оси напряжений. При относительном удлинении е = 0,5 – 1,0 кривая переходит в прямолинейный участок, переходящий постепенно в кривую, обращенную выпуклостью в сторону оси удлинений. Размеры каждого из названных участков, равно как и весь характер кривой а(е) в значительной степени определяются составом резиновой смеси, режимом вулканизации, условиями проведения эксперимента и другими факторами.
Таким образом, резина как конструкционный материал является типичным представителем той группы материалов, на которые распространяются указанные выше несоответствия закону Гука. Объясняется это высокоэластическим характером деформации резины, параллельным сосуществованием у резины упругих и пластических свойств, а также тем, что область пластических деформаций не отделена у резины так резко от области упругих деформаций, как это имеет место у металлов.
Из изложенного следует, что резину как материал, не отвечающий известному положению Гука, нельзя охарактеризовать одним постоянным значением продольного модуля упругосгч рассчитываемым по напряжению а. Вследствие нелинейной зависимости между напряжением и относительной деформацией е модуль упругости резины можно определить лишь в дифференциальной форме.
Применяемый иногда в практике местный модуль, определяемый как частное от деления напряжения на относительное удлинение, не дает оценки резины как материала, так как он лишь характеризует ее на каждой отдельной стадии деформации. Точно так же несостоятельна применяемая в лабораторной практике оценка свойств резины по напряжению, отвечающему растяжению на 100, 300 и 500% против начальной длины образца. Эти модули не являются константами материала, а представляют собой лишь ординаты некоторых промежуточных точек кривой а(е). Их применение может быть оправдано лишь в качестве сравнительных параметров резин различных марок.
Ярко выраженные релаксационные свойства резины делают необходимым при описании ее механических свойств пользоваться характеристиками двух типов: равновесными, имеющими место при установившемся, стационарном состоянии, и кинетическими, относящимися к действию релаксационных процессов.
При равновесных режимах за время деформирования резины в ней успевают пройти основные релаксационные явления. Кинетические режимы деформирования, в свою очередь, могут быть равновременными и равноскоростными.
Если независимо от величины деформации время действия силы одинаково, то режим называют равновременным. Такой режим встречается в работе прокладок, уплотнений и аналогичных деталей. Если постоянной остается скорость деформации, то режим называют равноскоростным. Равпоскоростной режим широко применяется в стандартных испытаниях резины и в исследовательской работе.
Под молекулярная цепь понимается отрезок цепной макромолекулы между двумя соседними узлами пространственной сетки. Концы макромолекул в пространственной сетке и разорванные цепи, как не участвующие в создании напряжения в резине, не входят в число N.
Вследствие того ‘что равновесный модуль пропорционален фактору N , т. е. является простой функцией плотности трехмерной сетки вулканизата, он имеет большое теоретическое и практическое значение и может быть использован для изучения процессов старения резины, исследования структурных изменений и т. д. Равновесный модуль, как показали исследования, имеет одно и то же значение как для растяжения, так и для сжатия.
Понятие о величине £оо, введенное Куном, Марком и Гутом, в дальнейшем было развито Г. М. Бартеневым, показавшим, что пропорциональность между истинным напряжением и деформацией в ненаполненной резине из некристаллизирующегося каучука соблюдается до 200—300% растяжения.
Как показано Г. М. Бартеневым и другими исследователями, кривая релаксации напряжения в резине состоит из двух участков (рис. 9): нелинейного, соответствующего релаксации молекулярных цепей, и линейного или приближенно линейного, соответствующего процессам деструкции узлов и цепей пространственной сетки вулканизата. Скорость релаксации растет с температурой, и поэтому равновесное состояние достигаетсяРавновесный режим имеет большое теоретическое и методическое значение, а равновесный модуль упругости является основной характеристикой резины как материала.
Как показано Г. М. Бартеневым и другими исследователями, кривая релаксации напряжения в резине состоит из двух участков: нелинейного, соответствующего релаксации молекулярных цепей, и линейного или приближенно линейного, соответствующего процессам деструкции узлов и цепей пространственной сетки вулканизата. Скорость релаксации растет с температурой, и поэтому равновесное состояние достигается скорее при повышенных, чем при умеренных температурах. Однако повышение температуры ускоряет также химические процессы в резине, чего следует избегать. Таким образом, ускорение релаксации за счет повышения температуры ограничивается степенью химической устойчивости резины. В большинстве случаев для достижения равновесия следует пользоваться температурами, не превышающими 70° С.
В соответствии с указанным влиянием температуры на процесс релаксации наклон линейного участка кривой релаксации тем меньше, чем ниже температура и чем лучше защищена резина от действия кислорода и других агентов, вызывающих деструктивные процессы. В случае малой скорости этих
процессов (при температурах ниже 70° С) деструкция цепей и узлов в резине происходит крайне медленно и линейный участок кривой релаксации практически располагается параллельно оси времени.
Напряжение а, отнесенное к исходной структуре образца, испытываемого на релаксацию, определяется путем экстраполяции линейной зависимости на ось напряжений и называется истинно равновесным, если линейный участок параллелен оси времени и условно равновесным, если линейный участок наклонен к оси времени. По определяемым таким образом равновесным напряжениям рассчитываются соответствующие равновесные модули: истинно равновесный и условно равновесный. Время, необходимое для выхода на линейный участок кривой релаксации, зависит только от температуры, а наклон линейного участка — от температуры, влияния окружающей среды, наличия в резиновой смеси противостарителей и других факторов.
Резюмируя изложенное, можно сказать, что равновесная деформация и равновесный модуль являются важнейшими инвариантными показателями резины как материала, отличающимися большой чувствительностью к изменениям структуры высокопо-лимера. Равновесная деформация является частным случаем статической, соответствующей полной релаксации молекулярных цепей и структуры наполнителя в случае наполненных резин.
Непосредственно как параметр, характеризующий деформацию резины, равновесный модуль может использоваться, естественно, лишь тогда, когда скорость деформации не превосходит или близка к скорости протекания релаксационных процессов. С увеличением скорости деформирования резины фактический модуль упругости возрастает в сравнении с равновесным и имеет вполне определенное значение, соответствующее каждой заданной скорости деформации.
Поэтому, строго говоря, все деформации резины, происходящие со скоростью, превышающей скорость релаксационных процессов, должны быть отнесены к динамическим. Понятие же статической деформации полностью применимо только к тем случаям, когда скорость деформации не превышает скорости релаксационных процессов. Однако на практике величиной модуля упругости, полученного при скорости деформации, соответствующей скорости релаксации, не пользуются, ввиду того что для получения этих модулей требуются длительные испытания. Зачастую в литературе модули упругости, получаемые при скоростях деформации ‘порядка 0,0002 м/сек, полагают статическими, хотя указанная скорость значительно превышает скорость релаксации. Допустимость этого может быть оправдана тем, что различие между равновесным модулем и модулем, полученным при этой скорости, невелико.
Учитывая, что в практических условиях работа многих резиновых деталей присходит при скоростях деформации, значительно превосходящих скорости релаксационных процессов, большое значение имеет установление зависимости, согласно которой динамический модуль упругости резины Ед, соответствующий заданной скорости деформации, определялся бы как произведение некоторого статического (или равновесного) модуля Ес и параметра учитывающего влияние скорости деформации на модуль упругости данного типа резины. Параметра в общем случае должен представлять собой сложную зависимость, учитывающую режим деформации, вид каучука и ингредиентов резиновой смеси, режим вулканизации и другие факторы, трудно поддающиеся теоретическому анализу. Поэтому наиболее прямым и достоверным путем его установления является эксперимент.
Вместе с тем до настоящего времени практически отсутствуют данные о параметре k, позволяющие с достаточной для практики точностью определять динамический модуль упругости. В литературе приводятся лишь отдельные результаты его экспериментального определения, относящиеся к одной или двум скоростям деформации некоторых марок резин.
Существенным недостатком имеющихся в литературе сведений об отношении динамического модуля к статическому является отсутствие полных данных о величине скорости деформаций, при которых определялась величина динамического модуля.
Источник
ГОСТ 270-75
Группа Л69
Дата введения 1978-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 03.02.82 N 439
3. ВЗАМЕН ГОСТ 270-64
4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2594-80, МС ИСО 37-76*
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
6. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 15.10.92 N 1388
7. ИЗДАНИЕ (июль 2003 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в феврале 1982 г., июне 1987 г. и октябре 1992 г. (ИУС 4-82, 11-87, 1-93)
Переиздание (по состоянию на июль 2008 г.)
Настоящий стандарт распространяется на резину и устанавливает метод определения упругопрочностных свойств при растяжении по показателям: прочности при растяжении, относительному удлинению при разрыве, напряжению при заданном удлинении.
Сущность метода заключается в растяжении образцов с постоянной скоростью до разрыва и измерении силы при заданных удлинениях и в момент разрыва и удлинения образца в момент разрыва.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ
1.1. Образцы для испытания должны иметь форму двусторонней лопатки или кольца.
Форму и тип образца, а также способ изготовления указывают в нормативно-технической документации на изделие.
1.2. Типы и размеры образцов двусторонних лопаток должны соответствовать чертежу и таблице.
мм
Размер | Тип образца | |||||
I | II | III | IV | V | VII | |
— общая длина, не менее | 115 | 110 | 75 | 55 | 115 | 35 |
— ширина широкой части | 25,0±1,0 | 25,0±1,0 | 12,5±1,0 | 9,0±1,0 | 25,0±1,0 | 6,0±0,5 |
— длина узкой части | 33,0±1,0 | 30,0±1,0 | 25,0±1,0 | 12,5±1,0 | 60,0±1,0 | 12,0±0,5 |
— ширина узкой части | 6,0 | 3,0 | 4,0±0,1 | 2,0±0,1 | 6,0 | 2,0±0,1 |
— расстояние между линиями, определяющими положение большего радиуса | 80±5 | 80±5 | 50±3 | 33±3 | 103±5 | 21±2 |
— малый радиус | 14,0±1,0 | 14,0±1,0 | 8,0±0,1 | 7,0±0,5 | 14,0±1,0 | 3,0±0,1 |
— большой радиус | 25,0±1,0 | 20,0±1,0 | 12,5±1,0 | 9,0±1,0 | 25,0±1,0 | 3,0±0,1 |
— расстояние между метками | 25,0±1,0 | 25,0±1,0 | 20,0±1,0 | 10,0±1,0 | 50,0±1,0 | 10,0±1,0 |
— толщина | 1,0±0,2 или 2,0±0,2 | |||||
Размеры образцов, кроме толщины, определяются размерами штанцевых ножей и после вырубки не контролируются. Предельные отклонения даны для штанцевых ножей.
Образцы типа VII применяют, если из изделий нельзя вырубить образцы типов I-V.
Образцы из готовых изделий могут иметь толщину не более 3 мм.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1.3. Образцы вырубают из вулканизованных пластин толщиной (1,0±0,2) мм или (2,0±0,2) мм ножами. Форма ножа и угол заточки режущей кромки даны в приложении 1.
Вырубные ножи не должны иметь повреждений на режущей кромке.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.4. Разность между максимальной и минимальной шириной ножа в пределах узкой части не должна превышать 0,05 мм.
1.5. Разность между максимальной и минимальной толщиной образца в узкой части не должна превышать 0,1 мм.
1.6. На узкую часть образца наносят параллельные метки для измерения удлинения. Метки в виде линий наносят штампом с шириной кромок не более 0,5 мм. Схема штампа дана в приложении 1.
1.4-1.6. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.7. Для обеспечения одинаковой установки образцов в захватах допускается наносить установочные метки, расстояние между которыми для образцов типов I и II составляет (50±1) мм, для типа III — (40±1) мм, для типа IV — (25±1) мм, для типа V — (80±1) мм, для типа VII — (20±1) мм.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1.8. Метки должны быть нанесены симметрично относительно центра образца. Краска для нанесения меток не должна вызывать изменения свойств резин, влияющих на результаты испытаний.
Допускается наносить метки другим способом.
1.9. Для лучшего закрепления образцов в захватах применяют образцы с наплывами. Форма и размеры пластин для вырубки таких образцов даны в приложении 1. Наплывы должны быть расположены симметрично относительно центра образца.
1.10. Образцы заготавливают в соответствии с ГОСТ 269.
1.11. Размеры образцов кольцевой формы определяют вырезным устройством или штанцевым ножом, у которых внутренний диаметр должен быть (44,60±0,05) мм, наружный диаметр — (52,60±0,05) мм.
Допускаемое отклонение от заданного значения по ширине кольца не должно быть более ±0,02 мм.
1.12. Толщина образцов должна быть (4,0±0,2) мм или (6,0±0,3) мм.
1.11; 1.12. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.12а. Кольцевой образец для испытания должен быть внутренним диаметром (8,0±0,1) мм, наружным диаметром (10,0±0,1) мм и толщиной (1,0±0,1) мм.
(Введен дополнительно, Изм. N 3).
1.13. Образцы вырубают из пластин штанцевыми ножами или вырезают на машинах с вращающимися ножами. Схема штанцевого ножа для вырубки кольцевых образцов дана в приложении 1.
Допускается заготовка колец вулканизацией в пресс-формах, обеспечивающих размеры по пп.1.11, 1.12. При этом результаты испытаний колец, вырубленных или вырезанных и свулканизованных в пресс-формах, не сопоставимы.
1.14. Количество испытуемых образцов должно быть не менее пяти.
2. АППАРАТУРА
2.1. Машина для испытания должна обеспечивать:
измерение силы при заданных удлинениях и в момент разрыва с погрешностью измерения силы при прямом ходе (нагружении) не более ±1% от измеряемой силы, начиная с 0,2 от наибольшего предельного значения каждого диапазона измерения;
ход активного захвата не менее 1000 мм;
скорость движения активного захвата (500±50) и (1000±50) мм/мин;
измерение расстояния между метками и захватами при растяжении образца устройством с ценой деления шкалы не более 1 мм или градуированным в процентах относительного удлинения. Допускаются другие способы измерения удлинения образцов.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
2.2. Предпочтительнее машины с безынерционным силоизмерителем. Для машин с маятниковым силоизмерителем шкалу нагрузок выбирают так, чтобы измеряемая сила была от 20 до 90% предельного значения шкалы.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.3. Зажимы для образцов лопаток должны обеспечивать надежное закрепление образца по установочным меткам или наплывам при равномерном давлении по всей его ширине.
2.4. Для закрепления образцов кольцевой формы применяют два металлических ролика диаметром (25,00±0,25) мм. Во время испытания нижний ролик должен принудительно вращаться, а верхний — свободно вращаться вокруг своей оси.
2.5. Рекомендуется применять разрывную машину, снабженную устройством, регистрирующим силу в зависимости от удлинения образца.
Допускаемая погрешность регистрации силы на диаграмме должна быть ±2%, а удлинения — ±3% от измеряемой величины.
Допускается применять машины со шкалами, градуированными в единицах напряжения, и с печатающими устройствами. Суммарная погрешность регистрации показателей должна быть ±5%.
2.6. Испытания при повышенных температурах проводят на машине, снабженной термокамерой, которая должна обеспечивать поддержание необходимой температуры в рабочем объеме (ограниченном захватами машины в момент разрыва образца) с допускаемой погрешностью, °С
До 150 | ±2,0 | ||
От 150 до 200 | ±3,0 | ||
Св. 200 | ±5,0 | ||
2.4-2.6. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Образцы после вулканизации выдерживают в соответствии с требованиями ГОСТ 269.
Для образцов из готовых изделий допускается продолжительность выдержки после вулканизации не менее 6 ч.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.2. Образцы перед испытанием кондиционируют в соответствии с требованиями ГОСТ 269.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3.3. Толщину образцов измеряют толщиномером по ГОСТ 11358 с нормированным измерительным усилием, ценой деления шкалы 0,01 мм и диаметром измерительной площадки не более 16 мм.
Допускается применять другие виды толщиномеров, соответствующие указанным требованиям, а также измерять толщину образцов другими способами.
Толщину образцов лопаток измеряют на узкой части, а образцов колец — в разных местах по окружности не менее чем в трех точках. За результат измерения принимают среднее арифметическое всех измерений.
3.4. За ширину образца лопатки принимают расстояние между режущими кромками ножа в его узком участке.
3.3, 3.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).
3.5. Ширину образца кольца измеряют толщиномером с ценой деления шкалы 0,01 мм с пяткой и наконечниками, профилированными по дуге кольца, не менее чем в трех точках.
За результат измерения принимают среднее арифметическое всех измерений.
3.6. Допускается площадь поперечного сечения кольца () в (см) вычислять исходя из его массы, плотности резины и длины средней окружности образца кольца по формуле
,
где — масса образца, г, определенная с погрешностью взвешивания не более 0,01 г;
— плотность резины, определенная по ГОСТ 267, г/см;
— длина средней окружности кольца с размерами, указанными в п.1.11, составляющая ·4,86 15,2 см.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Испытания проводят при температуре (23±2) °С и скорости движения активного захвата (500±50) мм/мин.
Допускается проводить испытания при повышенных температурах рекомендуемого ряда: 70±2; 100±2; 125±2; 150±2; 200±3; 250±5 °С.
Рекомендуется испытания образцов типа V проводить со скоростью движения активного захвата (1000±50) мм/мин.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
4.2. Образец в форме лопатки закрепляют в захватах машины по установочным меткам так, чтобы ось образца совпадала с направлением растяжения. При испытании образцов с наплывами их закрепляют в захватах по краям наплывов.
Образец кольцо надевают на два сближенных ролика.
Примечание. При работе с самоподжимающими зажимами с валиками образец лопатку закрепляют таким образом, чтобы установочные метки находились посередине наружной стороны поджимающих валиков.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.3. Проверяют нулевые установки приборов, измеряющих силу и удлинение, и приводят в действие механизм растяжения. В ходе непрерывного растяжения образца фиксируют силу, соответствующую заданным удлинениям.
4.4. В момент разрыва образца фиксируют силу и расстояние между метками для образцов лопаток или расстояние между центрами роликов для образцов колец.
Для образцов лопаток типа I допускается измерение расстояния между захватами при отсутствии выползания из них образца при растяжении. При этом относительное удлинение вычисляют по п.5.3.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.5. Для образцов лопаток типов I, II, V с наплывами допускается измерение расстояния между наплывами при условии применения зажимов, приведенных в приложении 1.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
4.6. При установке образцов в зажиме необходимо следить за тем, чтобы наплыв плотно прилегал к поворотной пластинке зажима в соответствии с приложением 1.
4.7. При разрыве образца за пределами узкой части результаты испытаний не учитывают.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.8. При необходимости определения относительной остаточной деформации после разрыва измерение и вычисление результатов проводят по приложению 2.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
4.9. Для испытания при повышенной температуре в камере температуру доводят до заданной, устанавливают в камеру образец и прогревают образцы лопатки не менее 3 мин, а образцы кольца не менее 5 мин.
Допускается прогревать в камере одновременно несколько образцов, при этом время прогрева образцов не должно превышать 15 мин.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Прочность при растяжении выражают условным и истинным значениями, указанными ниже.
5.1.1. Условную прочность () в МПа (кгс/см) образцов лопаток вычисляют по формуле
,
где — сила, вызывающая разрыв образца, МН (кгс);
— среднее значение толщины образца до испытания, м (см);
— ширина образца до испытания, м (см).
5.1.2. Условную прочность () образцов колец в МПа (кгс/см) вычисляют по формуле
или ,
где — сила, вызывающая разрыв образца кольца, МН (кгс);
— среднее значение толщины образца до испытания, м (см);
— ширина образца до испытания, м (см).
5.1.1, 5.1.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
5.2. Относительное удлинение () при разрыве образцов лопаток в процентах вычисляют по формуле
,
где — расстояние между метками в момент разрыва образца, мм;
— расстояние между метками образца до испытания, мм.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.3. Относительное удлинение () при разрыве образцов с наплывами типов I, II, V и образцов лопаток типа I без наплывов в процентах можно с допустимым приближением вычислять по формуле
,
где — коэффициент пропорциональности.
Значение находят с помощью таблицы, приведенной в приложении 3, а общее относительное удлинение () в процентах вычисляют по формуле
,
где — расстояние между наплывами образца в растянутом состоянии, мм;
— расстояние между наплывами до испытания, мм.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
5.4. Относительное удлинение при разрыве образцов колец () в процентах вычисляют по формуле
,
где — длина внутренней окружности образца кольца в момент разрыва, мм, вычисляемая по формуле
,
где — расстояние между центрами роликов в момент разрыва образца, мм;
— диаметр ролика, мм;
— номинальная длина внутренней окружности образца кольца до испытания, мм.
5.5. Условное напряжение при заданном удлинении образцов лопаток () в МПа (кгс/см) вычисляют по формуле
,
где — сила при заданном удлинении, МН (кгс);
— среднее значение толщины образца до испытания, м (см);
— ширина образца до испытания, м (см).
5.6. Условное напряжение при заданном удлинении образцов колец () в МПа (кгс/см) вычисляют по формуле
,
где — сила при заданном удлинении, МН (кгс);
— среднее значение толщины образца до испытания, м (см);
— ширина образца до испытания, м (см).
5.4-5.6. (Измененная редакция, Изм. N 1).
5.7. В качестве дополнительных характеристик резины рекомендуется пользоваться величинами истинного напряжения при заданном удлинении и истинной прочностью.
5.7.1. Истинное напряжение при заданном удлинении образцов лопаток () в МПа () вычисляют по формуле
,
где — условное напряжение при заданном удлинении, МПа ();
— заданное удлинение, %.
5.7.2. Истинную прочность () в МПа (кгс/см) вычисляют по формуле
,
где — условная прочность, МПа ();
— относительное удлинение, вычисленное по пп.5.2 и 5.3, %.
5.8. За результат испытаний принимают среднее арифметическое показателей всех испытанных образцов из одной закладки резиновой смеси, одной пластины, одного изделия или нескольких изделий, если из одного изделия нельзя изготовить необходимое количество образцов. Если результаты испытаний отклоняются от средней величины прочности более чем на ±10%, то их не учитывают и среднее арифметическое вычисляют из оставшихся образцов, число которых должно быть не менее трех.
Если после обработки результатов осталось менее трех образцов, испытание следует повторить.
За результат испытаний допускается принимать медиану, при этом ее применение указывают в нормативно-технической документации на резину. Пример определения медианы приведен в приложении 4.
Примечание. Образцы, не учитываемые при подсчете средней величины прочности, не учитывают при подсчете других показателей.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
5.9. В протоколе испытания записывают результаты: по прочности, округленные до целых значений в кгс/см и до десятых долей в МПа, а по относительному удлинению — до десятков.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.10. Результаты испытаний сопоставимы на образцах одного типа, одной толщины, заготовленных одним способом и испытуемых в одинаковых условиях (температура, скорость), при одних способах измерения удлинений и вычислении средних показателей (среднее арифметическое или медиана).
5.11. Результаты испытаний записывают в протокол, который должен содержать следующие данные:
а) обозначение резины и условия вулканизации;
б) тип, количество и способ заготовки образцов;
в) температуру испытания;
г) скорость растяжения;
д) тип машины;
е) способ измерения удлинения;
ж) толщину, ширину и сечение образца;
з) силу при заданном удлинении и в момент разрыва;
и) удлинение в момент разрыва;
к) прочность при растяжении;
л) (Исключен, Изм. N 1);
м) напряжение при заданном удлинении;
н) среднее арифметическое или медиана результатов определяемого показателя;
о) дату проведения испытания;
п) обозначение настоящего стандарта.
5.10, 5.11. (Измененная редакция, Изм. N 2).
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
Черт.1. Форма и угол заточки режущей кромки ножа для вырубки образцов лопаток
Форма и угол заточки режущей кромки ножа для вырубки образцов лопаток
Черт.1
Примечание. Допускалось до 01.01.90 применять ножи с размерами + 10,0 и + 10,0.
Черт.2. Схема штампа для нанесения меток на образцы
Схема штампа для нанесения меток на образцы
и — метки для измерения удлинения образца; и — установочные метки
Черт.2
Черт.3. Схема пластины с наплывами
Схема пластины с наплывами
Размеры | Типы образцов | ||||
I | II | III | IV | V | |
50 | 45 | 45 | 35 | 80 | |
74 | 69 | 69 | 55 | 104 | |
Черт.4. Схема ножа для вырубки кольцевых образцов
Схема ножа для вырубки кольцевых образцов
Черт.4
Черт.5. Форма зажимов для образцов с наплывами
Форма зажимов для образцов с наплывами
Черт.5
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). Определение относительной остаточной деформации после разрыва
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
Части разорванного образца, освобожденные из захватов, помещают на ровную поверхность стола и через (1,0±0,1) мин после разрыва измеряют расстояние между метками двух сложенных по месту разрыва частей образца. Измерение производят с погрешностью не более 1,0 мм.
Остаточную деформацию образца после разрыва (относительное остаточное удлинение) () в процентах вычисляют по формуле
,
где — расстояние между метками образца по двум сложенным вместе частям разорванного образца, мм;
— расстояние между метками образца до испытания, мм.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (справочное). Таблица экспериментальных значений К для определения удлинения образца с наплывами по общему относительному удлинению
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
(Толщина 1 и 2 мм)
мм
Типы образцов | |||
I | II | V | |
1,0 | — | — | 1,13 |
1,25 | — | — | 1,12 |
1,50 | — | — | 1,11 |
1,75 | — | — | 1,10 |
2,0 | 1,10< | ||