中華人民共和國國家標準

橡膠塑料拉力、壓力、彎曲試驗機

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實施

國家技術(shù)監(jiān)督局 發(fā)布

中華人民共和國國家標準

技 術(shù) 要 求

Requirements for tensile ,flexural and compression

testing machines for rubbers and plastics

1范圍

本標準規(guī)定了在恒定的驅(qū)動速度下工作的，試驗橡膠、塑料和粘合物的拉伸試驗系統(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。

本標準也適用于彎曲、剪切和壓縮試驗的系統(tǒng)。

2定義

本標準采用下列定義。

2.1拉伸試驗系統(tǒng)tensile-testing system

由固定部件和移動部件所組成的試驗機，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。試驗機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

沿試驗機的應(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，可對試樣進行拉伸、剪切、壓縮或彎曲。

注1：按此定義，當試驗機用于拉伸試驗以外的其他試驗時， “夾頭”還意指對試樣施加力的“壓板”或其他部件。

2.3伸長elongation

拉伸試樣試驗長度的增量。

2.4變形deflection

在壓縮、剪切或彎曲試驗中，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行檢驗。

2.6給定力的真值的準確度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。以力的真值的百分數(shù)表示。

注3：準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行檢驗。

3試驗機準確度的分級

試驗機要根據(jù)測量下列參數(shù)的準確度為其定級。

a）力（1或2級）；

b）伸長或變形（A¹、B¹、C¹、D¹或E¹級）。

例如：zui高準確度的試驗機定為“力：1級；伸長（變形）：A¹級”。

國家技術(shù)監(jiān)督局1997-12-30批準　　　　　　　　　　　　              　　 1998-07-01實施

GB/T　17200－1997

這不意味著市場上提供的試驗機要包含理論上可達到的所有級別。

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)定準確度極限，則可不對試驗機分級。

注4：除非嚴密地控制試驗技術(shù)，否則嚴格規(guī)定試驗機準確度的技術(shù)條件就價值不大。來源于不同試驗室的試驗數(shù)據(jù)的相關(guān)性既與試驗機技術(shù)條件有關(guān)，也與試驗技術(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。

試驗機應(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

4.1尺寸與結(jié)構(gòu)

試驗機的尺寸和結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)所有欲使用材料的試驗，而且不應(yīng)有可能影響試驗結(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試驗機軸線的對中

測力系統(tǒng)與試樣夾頭或夾具間的連接應(yīng)準確地與應(yīng)變軸對中。試樣在安裝好以后也應(yīng)準確地與應(yīng)變軸對中，且試樣的試驗軸線應(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結(jié)果變化的特別重要的原因。

4.3試樣夾頭

對于試驗柔質(zhì)材料的啞鈴狀、平行條狀和類似的拉伸試樣，試驗機應(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。

為試驗環(huán)狀試樣，試驗機應(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機能以3r/min～50r/min的轉(zhuǎn)速自由地轉(zhuǎn)動，以便在試驗過程中可使被試環(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。

對于以剝離法進行粘合強度的試驗，試驗機應(yīng)裝有在相關(guān)的試驗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

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

4.5壓縮、剪切和彎曲試驗用的夾具

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

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)的試驗機為佳。

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

6試驗機的靜態(tài)準確度

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

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

GB/T　17200－1997

檢驗的方法應(yīng)依據(jù)有關(guān)標準，經(jīng)過檢驗的裝置應(yīng)在表1給出的準確度極限以內(nèi)。如果試驗機要用于測量循環(huán)力，應(yīng)以遞增和遞減力兩種方式進行檢驗。

表1力的測量準確度級別

GB/T　17200－1997

7試驗機的動態(tài)準確度

裝有電子測力裝置的拉力試驗機，可以認為在第9章所給出的各試驗速度下*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)不準確度大大超過它們的靜態(tài)不準確度。

所有的機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)準確度的測量通過記錄試驗過程中的精度信號大小來實現(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。因此認為目前在本標準中規(guī)定動態(tài)準確度的極限和校準方法是不切合實際的。所以，忠告用戶要從試驗機生產(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)準確度圖。在有這種動態(tài)精度的情況下，可通過降低試驗速度，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：準確度的要求：在試驗機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數(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級試驗機在滿量程五分之一的那一點上施加力所允許的zui大百分數(shù)精度為±1%，與該點對應(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)不準確度相比大小相似，則滿量程行程的響應(yīng)

GB/T　17200－1997

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大可達速度V_max除以如下　按試驗要級別確定的系數(shù)之商：

對于1級試驗機：

對于2級試驗機：

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)有明顯影響試驗結(jié)果準確度的夾頭與試樣間的滑移。

當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結(jié)果的引伸計夾持器與試樣間的滑移。

確定引伸計準確度時，被認可的有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)檢驗引伸計時的zui大精度確定。

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

表2伸長（變形）測量的準確度級別

GB/T  17200-1997

9移動夾頭的位移速度

試驗機為動力驅(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，速度在任何試驗或連續(xù)試驗過程中的變動不應(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確度，應(yīng)在從零到試驗機力范圍內(nèi)的某一規(guī)定的zui大值下，以平穩(wěn)遞增的力進行檢驗。除非另有規(guī)定，這個zui大值應(yīng)為試驗機標稱的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。為能對移動夾頭位移速度做出真實的評定，在檢驗試驗過程中移動夾頭的位移不應(yīng)少于10mm，而且檢驗試驗的持續(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試驗機剛度

試驗機剛度（又稱剛性）是試驗系統(tǒng)的力和變形的比值。該系統(tǒng)包括試驗機的機架、施加應(yīng)變機構(gòu)、測力裝置和夾持試樣的夾頭與附件。

對于“軟”試驗機，如擺錘式試驗機，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機，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

電子試驗機長時穩(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)說明為保持試驗機標明的準確度所必須保證的如下要求：

a）保證試驗機準確度的溫度范圍；

b）保證試驗機準確度的電源電壓的變動值；

c）必須給出用手動控制器調(diào)零點或滿度的頻次。

12檢驗證書

試驗機按本標準檢驗后，檢驗機構(gòu)應(yīng)頒發(fā)標有下列內(nèi)容的證書：

a）試驗機的標識和檢驗日期；

b）每個力或伸長標尺所檢定的范圍和級別；

GB/T 17200-1997

c）使用的檢驗方法和所用的校驗裝置的標識；

d）檢驗時的室溫；

e）選定速度的準確度（見第9章）；

f）本標準編號。

試驗機應(yīng)定期進行檢驗，以保證其繼續(xù)符合按本標準確定的一個或多個級別。重新檢驗的周期要根據(jù)試驗機的型式、維護水平和使用量而定。建議重新檢驗的間隔一般不超過12個月。但是如果試驗機被拆卸搬運到新的地點，或經(jīng)過大修或調(diào)整都應(yīng)重新檢驗。