TY T 2003.5-2021 运动面层性能测试方法 第5部分：垂直变形.pdf

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1、ICS 97.220.10 CCS Y 55 TY 中华人民共和国体育行业标准 TY/T XXXXXXXXX 运动面层性能测试方法 第5部分：垂直变形 Test method for performance of sports surface Part 5：Vertical deformation XXXX - XX - XX发布 XXXX - XX - XX实施 中华人民共和国国家体育总局 发布 TY/T XXXXXXXXX I 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起 草。 本文件是TY/T XXXXX运动面层性能测试方法的第5

2、部分。TY/T XXXXX已经或即将发布以下部分： 第1部分：规格； 第2部分：厚度； 第3部分：抗滑值； 第4部分：冲击吸收； 第5部分：垂直变形； 第6部分：球滚动性能； 第7部分：垂直球反弹； 第8部分：滚动负荷； 第9部分：合成材料拉伸性能。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国体育标准化技术委员会设施设备分技术委员会（SAC/TC 456/SC 1）提出。 本文件由国家体育总局体育经济司归口。 本文件起草单位：北京华安联合认证检测中有限公司、山东东海集团有限公司、赤峰中辰体育场地 设施有限公司、承德市精密试验机有限公司、深圳市奥顺达

3、实业有限公司、福建天复标准化技术服务有 限公司、江苏省产品质量监督检验研究院。 本文件主要起草人：刘海鹏、陈韶、赵英魁、王燕京、潘朝阳、张春雨、王新华、罗植春、郑城、 于惊鸿、王言斌。 本标准为首次发布。 TY/T XXXXXXXXX 1 运动面层性能测试方法 第5部分：垂直变形 警示使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问 题，使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 本文件规定了运动面层垂直变形性能的原理、试验条件、试验方法、试验报告等要求。 本文件适用于运动面层垂直变形性能的测试。 2 规范性引用文件 下列文件

4、中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB 50107-2010 混凝土强度检验评定标准 TY/T XXXX-XXXX运动面层性能测试方法 第4部分：冲击吸收 ISO 6487 道路车辆 冲击试验测量技术 仪器设备(Road vehiclesMeasurement techniques inimpact testsInstrumentation) 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 运动面层 sports surface 直接承受各种

5、物理和化学作用的具有运动功能和运动保护功能的表面层。 来源：GB/T 38373-2019,2.1.1 3.2 点弹性运动面层 point-elastic sports surface 受到冲击力时在着力点或着力点附近发生有限弯曲变形的运动面层。 来源：GB/T 38373-2019,2.1.2 3.3 面弹性运动面层 area-elastic sports surface 受到冲击力时在着力点周围发生较大面积普遍弯曲变形的运动面层。 来源：GB/T 38373-2019,2.1.3 3.4 复合弹性运动面层 combination-elastic sports surface 面弹性运动面层

6、的上层附有点弹性运动面层，面层受到冲击力时在着力点及其周围较大范围内均可 发生弯曲变形。 TY/T XXXXXXXXX 2 来源：GB/T 38373-2019,2.1.4 3.5 混合弹性运动面层 mixed-elastic sports surface 具有面弹性功能的点弹性运动面层。 来源：GB/T 38373-2019,2.1.5 3.6 垂直变形 vertical deformation 重物以规定高度落在运动面层上时，受力运动面层垂直方向的变形。 来源：GB/T 38373-2019,3.4，有修改 3.7 标准垂直变形 standard vertical defomation 重

7、物以规定高度落在运动面层上，运动面层受到1500 N的力时垂直方向的变形。 4 原理 4.1 方法A 一定质量的重物从固定高度自由下落，通过测量重物冲击运动面层后的冲击力峰值和最大垂直变 形值，计算出垂直变形结果。 4.2 方法B 一个带有弹簧的物体从固定高度自由下落，分别记录该物体从释放到与刚性混凝土表面和运动面层 碰撞的加速度变化。通过计算时间随加速度变化的双重积分得出垂直变形结果。 5 试验条件 5.1 实验室测试 5.1.1 环境温度应为（232），并记录检测时的温度和湿度。 5.1.2 实验室检测时，检测平台应为刚性、非振动、平整、均匀的混凝土地板。 5.1.3 检测平台厚度应不小于

8、100 mm，混凝土强度应符合GB 50107-2010中不低于C25的要求，宜不 低于C40的要求。 5.2 现场测试 应在1040的环境温度下进行测试。 6 试验方法 6.1 方法A 6.1.1 适用情况 方法A适用于所有运动面层的标准垂直变形值的测试。 6.1.2 仪器设备 TY/T XXXXXXXXX 3 6.1.2.1 垂直变形测试仪（A型）示意图见图1。 标引序号说明： 1 导向管； 2 电磁铁（吸附与释放作用）； 3 冲击重物； 4 承压头； 5 弹簧； 6 金属导管； 7 测试脚以及信号传感装置； 8 钢垫板； 9 变形力传递装置； 10 电子变形传感器； 11支撑脚。 图1

9、垂直变形测试仪（A型）示意图 6.1.2.2 电磁铁可使冲击重物从设定的高度跌落，误差应不大于0.25 mm。 6.1.2.3 冲击重物的质量为(20 0.1) kg，表面坚硬光滑，可沿导轨自由垂直下落。 6.1.2.4 受冲击的物体由承压头、弹簧、测试脚以及压力信号传感器、钢垫板组成的，固定在金属导 管中，整体重量（不计金属导管）应该为(3.50.35) kg。 6.1.2.5 弹簧直径为（69 1）mm，上层为硬化表面，在(0.11.6) kN拉伸范围内的弹簧弹性系数为 （40.0 1.5）N/mm，带有坚硬的承压头，承压头最低厚度应不小于20 mm。 6.1.2.6 支撑弹簧并承受冲击力

10、的钢垫板，直径应为（70.00.1）mm，厚度不小于10 mm，边缘倒角 半径为1 mm，下表面为平面状。 TY/T XXXXXXXXX 4 6.1.2.7 金属导管的内径应大于弹簧直径，为(71.00.1) mm。 6.1.2.8 测试仪的3个支撑脚位置与高度均可调节，重量平均分布在3个支撑脚上。 6.1.2.9 测试点弹性运动面层时，支撑脚与测试点的距离应不少于250 mm的距离，测试面弹性、复合 弹性和混合弹性运动面层时，支撑脚与测试点应保持不少于600 mm的距离。 6.1.2.10 应具备变形力传递装置，用于传递位移变化。 6.1.2.11 电子变形传感器测试范围应为10 mm，精度

11、为0.01 mm，误差不超过 0.05 mm。电子变形 传感器距离整个测试仪器的中轴线的距离应不大于125 mm。两个电子变形传感器应该以仪器的中轴线 对称放置在变形力传递装置上。 6.1.2.12 调制放大器的信道频率等级应符合ISO 6487的要求，应不小于1 kHz。 6.1.2.13 信号记录系统能够在10 ms 的时间段内记录单次冲击力的最大值，其误差不超过2 %。 6.1.2.14 数据采集频率应不小于2 kHz。 6.1.3 样品 样品规格及制备应符合TY/T XXXX.4-XXXX中6.1.3的要求。 6.1.4 试验步骤 6.1.4.1 将仪器置于被测物上，调节设备的3个支撑

12、脚使设备保持水平。 6.1.4.2 两个电子变形传感器之间的距离应不大于125 mm，等距离分布在下落重物中心轴两侧。 6.1.4.3 依据面层的类型，确定测试脚和下落重物轴线的最小距离。 6.1.4.4 检测前，将电子变形传感器连接在测试台的水平接触板上。释放下落重物前，打开记录设备。 6.1.4.5 将下落重物的下端调整到距离承压头（120 0.25）mm 的正上方，释放下落重物，使其自由 落体砸在承压头上。 6.1.4.6 记录面层受到的最大力值Fmax和最大变形值 max。 6.1.4.7 在冲击下落的5 s内，抬起重锤重新放于原位，使面层在下次冲击前得到恢复。 6.1.4.8 重复6

13、.1.4.6两次，每次测试时间间隔为(6010) s，共进行三次冲击。记录第二次和第三 次垂直变形值。 6.1.4.9 若在同一样块上进行多次测试，测试位置间隔应不小于100 mm。 6.1.5 试验数据处理 6.1.5.1 按式（1）计算标准垂直变形值： N D A 1500k F f k max max = = . (1) 式中： D A 垂直变形的值，单位为毫米（mm）； max 运动面层的最大变形值，单位为毫米（mm）； F max 压力计上出现的最大力值，单位为牛顿(N)； K 标准情况下的力值，单位为牛顿(N)。 6.1.5.2 运动面层同一点的后两次测试结果的平均值即为该点的垂直

14、变形值，结果精确到小数点后一 位。 6.2 方法B TY/T XXXXXXXXX 5 6.2.1 适用情况 方法B适用于人造草运动面层的垂直变形值测试。 6.2.2 仪器设备 6.2.2.1 垂直变形测试仪（B型）示意见图2。 标引序号说明： 1 导向管； 2 电磁铁（吸附与释放作用）； 3 重物； 4 压阻式加速度计； 5 弹簧 ； 6 测试脚； 7 支撑脚。 图2 垂直变形测试仪B型示意图 6.2.2.2 弹簧应安装在落体重心下方，弹簧的质量应为（80050）g。 6.2.2.3 弹簧外直径为(69 1) mm，压力范围在(0.17.5) kN，弹性系数为(200060) N/mm。弹簧

15、配有坚硬的承压头，由3个或更多的、两端焊接在一起的同轴圆筒组合而成。 6.2.2.4 垂直变形测试仪（B型）应符合TY/T XXXX-XXXX中6.2.2的要求。 6.2.3 样品 样品规格及制备应符合TY/T XXXX -XXXX中6.1.3的要求。 6.2.4 试验步骤 6.2.4.1 将仪器置于被测物上，调节设备的3个支撑脚使设备保持水平。 TY/T XXXXXXXXX 6 6.2.4.2 调整下落物体与测试面层之间的距离（55.00 0.25）mm，并把下落物体挂在磁铁上，使落体 落下并记录加速度信号。 6.2.4.3 在冲击后10 s内，移除测试落体，使试样放松，检查提升高度并把下落

16、物体重新连接到磁铁 上。 6.2.4.4 重复6.2.4.2和6.2.4.3两次，两次冲击应间隔(6010)s，共记录三次，记录第二次、第三 次的值。 6.2.5 试验数据处理 6.2.5.1 落体的位移值 Dw (t) ，根据得到的下落物体加速度随时间变化（见图3），按式（2）对区 间 T1，T2上的 V(t)进行积分计算。积分从T1开始，T1为落体达到最高速度的时刻，时间为T1时Dw值 为0 mm。 max 2 1 2 0 w = T T T T dtdtAD . (2) 式中： D w 冲击过程中接触面层后落体的位移值最大值，单位为毫米（mm）； A 冲击过程中的加速度，单位为米每秒的平

17、方（m/s）； m 落体，包括重物、弹簧、底板和加速度计的重量，单位为千克（kg）； t 落体下落及冲击检测的时间，单位为秒（s）。 6.2.5.2 弹簧的形变量按式（3）进行计算. s max s ）m（ C A D = . (3) 式中： D s 冲击过程中弹簧的最大形变量，单位为毫米（mm）； A amx 冲击过程中的加速度，单位为米每秒的平方（m/s）； m 落体，包括重物、弹簧、底板和加速度计的重量，单位为千克（kg）； C s 弹簧常数（由校准证书给出） 。 6.2.5.3 垂直变形值DB按照式（4）计算。 swB DDD = . (4) 式中： D B 垂直变形，单位为毫米（mm

18、）； D w 冲击过程中接触面层后落体的位移值最大值，单位为毫米（mm）； D s 冲击过程中弹簧的最大形变量，单位为毫米（mm）。 TY/T XXXXXXXXX 7 标引序号说明： T0 下落物体开始下降的时间； T1 测试脚与面层开始接触的时间（与下落物体速度的最大绝对值 Vmax相对应，见图4）； T2 冲击到试样之后其反弹过程中落体的最大绝对速度的时间（由 Vmin决定，见图4）； Amax最大加速度。 图3 下落物体加速度随时间变化的曲线示例 标引序号说明： Vmax下落物体的最大速度； Vmin下落物体的最小速度。 图4 下落物体的速度随着时间变化的曲线示例 TY/T XXXXXX

19、XXX 8 6.2.5.4 运动面层同一点的后两次测试结果的平均值即为该点的垂直变形值，结果精确到小数点后一 位。 7 试验报告 测试报告宜包含如下所示内容： a) 测试依据的标准； b) 测试条件，包括环境温度、风速； c) 测试样品的说明，包括结构、材质、外观； d) 测试仪器的说明，包括名称、精度； e) 测试位置信息； f) 测试结果； g) 测试中的异常情况说明； h) 测试机构名称； i) 测试日期； j) 测试人员； k) 与运动面层有关的其他备注。 TY/T XXXXXXXXX 9 参 考 文 献 1 GB/T 383732019 体育设施运动面层系统和运动性能 通用词汇 2

20、ASTM F3189，Standard Test Method for Measuring Force Reduction, Vertical Deformation, and Energy Restitution of Synthetic Turf Systems Using the Advanced Artificial Athlete 3 EN 14809, Surfaces for sports areas - Determination of vertical deformation 4 EN/TS 16717, Surface for sports areas - Method of test for the determination of shock absorption, vertical deformation and energy restitution using the advanced artificial athlete _