GB T 9870.1-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定 第1部分 通则.pdf

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1、JCS 83. 060 G 40 中华人民共和国国家标准GB/T 9870. 1-2006/ISO 4664-1 : 2005 代替GB/T87台1988 暗化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定第1部分：通则Rubber, vulcanized or thermoplastic-Determination of dynamic properties Part 1 : General guidance ooooo too ooooo“ ,., m 1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 符号.8 . 8 5 基本原理. 7 6 设备.，.“l古? 校准，.128 试验条件与试祥，.”. 12 揭

2、节，.雹.15 10 试验程序，.，. 15 11 结果表达. . . . . . 15 12 试验报告.H., 17 GB/T 987号.1-2006/ISO 4664-1 :2005 茵言主Fl:i GB/T870疏化橡胶或热塑位橡呈交动态住自E前泌定F包括两个部分z第1部分z通则，一第2部分z低频扭摆法回本部分为GB/T9870的第1董事分a本部分等同采用国际标准ISO4664 1: 2005就化橡校或热塑性橡胶动态性能的测定第1部分2通刻X英文版。本部分代替GB/T9870 188弹性体动态试验的一般要求L本部分等同翻译ISO4664-1 , 20侃。本标准的规范性引用文件用GB775

3、9代替ISO815，本部分所引用的技术内容上二者没有差异，完全格同为便于使用，本部分做了下列编辑维修改2时“本国际标准”改为“本部分”，b) 腾除屋际标准前言。本部分与GB/T9870 1988相比，主要变化如下z修改了标准的范围（见第1章订增SJIJ部分术语词条（见第3章订增加了符号和基本原理（本版的第4,5章八一一修改了试验棍和设备的要求（1988年您的第4、5章，本版幸亏第8章h一一增加了试验程序要求本额约第IO章川一修改和调整了试验数据的处理与表述(1988年般的第9章$本主量的第11章h一一膨涂了附录A，附录B，附录C0988年版灼附录A、附录8、附录。本部分由中雷石油和化学工业褂会

4、提出。本部分出全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会橡胶物理和化学试验方法分技术委员会(SACC 35/SC 2）归口。本部分由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会橡胶物理和化学试验方法分技术委员会负责解释。本部分起草单位z北京橡胶工业研究设计贱、北京万汇一方科技发展有限公司。本部分起草人z栋辈E敏、伍江涛本若冒分所代替标准娟历次版本发布情况为2一一GB/T9870 1988. m GB/T 9870. 1-2006/ISO 4664-1 : 20号5葡化橡段或热堕性橡鼓动态性能的lg定第1部分：逼黠警告一一使用本部分的人员应有正螺实验室工作前实践经验。本部分并未指出所有可能的安全词题。使用者辛苦责

5、任采取适当的安全和健康措施，并保证符合匿家有关法级规定的条件。1 范画GB/T 9870的本部分规定了硫化橡胶或热塑性橡胶的动态性能测定的通则，包括适用于材科和刽品的自由振动法和强迫振动法，不包括组弹性，也不包括以橡疫疲劳为主要目标的局第试验g2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T9870的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注吕期剖引用文件，其随后所有的修改单不包括勘误剖内容或修订旅均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分，GB/T 2941 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（GB294

6、1-2006,ISO 23529, 2004, IDT) GB/T 7759硫化橡授、热塑位橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定（GB/T7759-1996, eqv ISO 815, 1991) ISO 4663破化橡胶低频动态佳能的测定扭摆法ISO 5893橡波和塑科试验设备等速往复式拉伸、屈捷、压缩试验祝规范ISO 7743 辘化橡胶或热塑性橡放压缩应力应变性能的测定3 术语和定义下述术语和定义适用于本部分。3. 1 适用于周揭露变形豹术语和定义3. 1. 1 力学滞后环m配汩nicalhysteresis I咽P用来说呢材料周期变形时持续的应力应变状态的一条闭环曲线。注2该环可能以坐

7、标草原点为中心，但大多数情况下会偏荡，取决于不院的应力或应变范蜀，后者环的形状将变或不对称，不过这种情况通常可忽略不计。3. 1. 2 能量损失energy loss 一个变形周期内单位体积的能量损失，相当于参考坐标标度计算的滞后环的面积。单位为焦耳每立方米。四勺。3. 1. 3 功率损耗p。werM自由于滞后作用转变成热的单位体积的功率，是能量损失辛苦频率的乘积e单位为瓦每立方米(W/m）。GB/T 9870. 1-2006/ISO 4664-1 :2005 3. 1. 4 孚均负荷mean loa垂一个完整滞后环的负荷平均值。单位为牛顿（N）。3. 1. 5 孚均健移m回ndeflecti

8、on 一个完整的海后环的编移平均值见图口。单位为米（m).l 罕均应变$2十平均应力。r 注J，开口的初始环表示的平均应力和孚均这变对应瞬时应变、应力的防间平均值。注2，至弦运动的正弦特性曲线意味着涝后环可以被认为是椿翅形的，术语“递增”专用于涉及各赞平均应力或平均应变范围的正弦形变始动态响应（倒如递增弹簧常数、递增弹性剪切模量。理1强制脉冲正弦应变条件下变形严重的滞后环3. 1. 6 平均应力皿ansir础一个独立旦完整约糟后环的应力平均值见图1).单位为中自（Pal,3. 1. 7 平均应变酷曲nstrain 一个独立旦完整约滞后环约应变平均值见001) 0 3. 1. 8 孚均模量回国a

9、.modul即平均应力与平均应变剖比值单位为串自（Pal,3. 1. 9 最大负稽摄！攥酷axlmumload amplitu配F, 外加负荷最大值与平均值之差零点到一侧的峰值）。单位为牛辍（N）。3. 1. 10 2 最大应力搬幡maximum st自由amplitude。作用在未受力试样截面上的最大负荷与平均负荷的差值（零点到酷的峰值。单位为帕（Pal,GB/T 9870. 1-2006/ISO 4664-1 , 2005 3. 1. 11 均方根应力root阳an-squarestr酣一个变形周期内韵应力平均值的平方根。单位为串串（Pa).注：个对称的正弦应力，其均方根应力等于应力振锢除

10、以J言。3. 1. 12 最大位移振猾maxin随mdeflection ampll坦deXo 最大位移与平均位移剖差值零点到一憾的辈革值。单位为米（m）。3. 1. 13 级大应变摄领maximumstrain amplitude Y, 重重大应变与平均应变灼差值零点到僚的辈辈值）。3. 1. 14 均方根应变root-me皿.-sq础陀剖ra抽一个变形周期内剖应变平均值的平方根。注2一个对称的正弦应变，其均方根应变等于应变摄幅除以./2.3.2 适男子正弦运动的术语和定义3. 2. 1 弹簧常数spring cons植ntK 与变形同相约作用力的分力徐以变形量。单位为牛顿每米（N/m).3

11、.2.2 弹性剪切模量elasticshear modulus 储能剪切模量storageshear modulus G 与剪切l2i.变！可将剖剪切力的分力除以应变。单位为相（Pal。3. 2. 3 规章喜剪切模量lo圈sh蝇rmodul皿G G = I G I cos8 与剪切应变在根位上相差1/4周期的作用力的分力除以应变。单位为串串（Pal.c：二ic I sinC 3.2.4 复数剪切模量回回plexshear modul田c 剪切应力与剪切应变的比筐，是可用复数代表的矢量。单位为防（Pa）。G蕾GG3.2.5 绝对复数剪切模量ab甜lutecomplex shear mod川粥I

12、G ! 复数剪切模量的绝对值。单位为帕（Pa).I c I 在可平歹可3 GB9870. 1-2006/ISO 4664-1 :2005 3.2.6 弹性法肉模量elastic nonnal modul皿销能法肉模量storage nonnal回odul瞄3单位杨氏模量elastic Youn嚣smodul田E 与法向应变同榕的法向应力的分力器在以应变。单位为串串（Pa)E =I E0 i cos8 3.2. 7 绩较法向模量lo嚣nonnalmo由I皿领事毒杨民模量lo且Youngsmodulus E 与法向应变在榕位上相差1/4周期的法向应力的分力除以法向应变单位为串串Pa)E =I E0

13、 ! sm8 3. 2. 8 复数法部模量co皿plexnonnal m。dul醋复骸杨氏模量四酷plexYo回事smodul皿E 法向应力与法！再应变的比值，是可用复数代表的矢量。单位为始（P刻。E0 = E + iE 3. 2. 9 绝对法向模量ab随lutenonnal n时ul因I E笋复数法肉模量的绝对值2单位为帕（Pa).I E0 二二vE可平E罗F3. 2. 10 锚能弹簧常童Estorage spring四旧tant动态弹簧常数dynamic spring co出tantK 与变形同榕的外加负荷的分力除以变形量。单位为牛顿每米（N/m）。K = I K I cos8 3. 2.

14、 11 损辈辈弹簧常数i回sspring co瞄tantk , 与变形在相位上相差1/4周期的外加负荷的分力除以变形量。单位为牛顿每米（N/m）。K=I k揭臼n83. 2. 12 复瞰弹簧常数complex spring cons坦ntK 负荷与变形古自比值是可用复数代表的矢量a单位为牛顿每米（N/m）。K = K十1K3.2. 13 4 绝对复鼓弹簧常数absolute complex spring constant I K I GB/T 9870. 1-2006/ISO毒664-1,2005复数弹簧常数的绝对值。单位为牛辍每米（N/rnl。I K；二./K+R3. 2. 14 摄转角正切

15、t踊gentof the I帽sangle 坦n/J损耗模量与弹性模量刻比筐。注3对于剪切应力，艺叶5事对于法向应力ta3. 2. 15 摄转系撒I幽factorL, 损耗弹簧常数与储能弹簧常数量比值。3. 2. 16 损耗隽E翩翩gleIS L K J - K 应力与应变之间的相位角，其正切就是损耗角至切e单位为孤lf(rad)o 3.3 适用于周期运动豹其他术语和2主义3. 3. 1 对自k褒减率lo兽rl岱1micdecre酷ent应尼振荡时同一，信号豹连续振穰阔的比值的自然对数（Napierian对数3.3.2 题尼比damping rati。章，L实际题尼与将界温尼的比筐，llil将

16、界应尼是振荡与未振萄糖界状态下物体所具有龄边界条件eA l7r I J豆、u一一士sinarc乞anlfl ./1 -（丢了飞I注I,llll尼比是对数衰减率的画数注2，大约正弦形变，其理整后环铺离穰圆形，因为镰肢的应力应变美革是非线性的，其响应已不是正弦曲线见医！）雹3.3.3 隆尼章是数damping町，efficient短尼常敏damping姐回阳在tc 与变形在相位上相差1/4周期的作用力的分力器在以变形速度。单位为牛领秒每米（N s/m). 式中z3.3.4 传递事transmissibility VT C丰ik帽isin 国2f5 GB9870. 1-2006/I副秘64-1:20

17、05VT= / 1-,-(tan 1 （二）丁（tan）式中z， 无阻尼振动器的固有角频率，K 副部一m 而旦K= I K I cos8 4 符号下述符号适用于本部分sA Cm) 试样截匮积a (T) Will阻msLandel Ferry ( WLF）位移园子a (rad) 扭转角b (m) 试样宽度c 阻尼系数、应尼常数Cp 热容r 应变Yo 最大应变振镇a (rad) 损耗角E (Pal 扬民模量E, CPa) 有效扬民模量E (Pa) 弹性模量E (Pa) 损耗法！弩模量E CPa) 复数法1每模最、复数扬民模量I E I (Pa) 复数法向模量的绝对值F (N) 负荷f (Hz) 频

18、率G CPa) 剪切模最G (Pa) 弹性剪切模量、储能剪切模量G (Pa) 损耗剪切模量G (Pa) 复数剪切模量I c I (Pa) 复数剪切模量的绝对值h (m) 试样厚度K IM I= ,JM巧王及可损辈毛角正切由式（7）确定-9 K二阴11兰飞4在.I 该方程的解为式（9）、式(10)GB/T 9870. 1-2006/ISO 4664-1 ,2005 式中zL，一一损耗系数，A一一对数衰减率e5.6 频率与温度的报互关联K些.A-( 10 ) Z专L. 一, ( 1） . ( 11 ) 频率与温度的影响是指豆关联的，譬如升离温度和海低频率使模量产生相！司的变化，反之亦然。可以和i用

19、这一魏律去推断测量范围之外的动态性能，譬如利用试祥在较低温度条伶下浓得的结果去推断试验设备无法达到的较离频率条伶下的数据。利用式。2）、式(13）在给定频率f、试验温度7、橡胶密度p条件下搜tl1辜的模量M（f,T)及M吁，T)换算成标准温度T，、相应密度h条件下去专“换3革”模量Mfa（叭，Tl是Mf以了），T, 式中2M（川）（）Mf刊的，T.M(J, T) = （去王）Mf a( T)品a(T）二WilliamsLande! Ferry (WLF）位移因子，T一一试验温度，单位为开（Kl;？参照温度、单位为开fKl1. ( 12 ) . ( 13 ) f一试验频率，单位为赫兹（Hzl1f

20、a(T）一换算频率，单位为赫兹（臼z)F二一试验温度下的橡胶密度，单位为千克每立方米（kg/m);F弘一标准温度下的橡胶密度，单位为千克每立方米（kg矿，如果用换算模量对频率的对数作图，就得到一组曲线，每条曲线对应于一个温度。利用自WilliamsLande! Ferry (WLF）方程晃式(14）得到部a(T)，沿横坐标移动所有曲线，将上述一组路线复合成一条约线z,(T-T,) lg a（了一一一一一一一一.( 14 ) c, (T-T,) WLF方程有多种形式，当精度要求不高对式。仍是它幸亏一种最实用的形式式 8. 7 自自振动法动态试验采用自由振动法进行的动态试验的基本原理如下。 试祥尺

21、寸直径大约35mm的试祥适合医锥体剪切。为了维持均匀切变，如果是镶锥Jl何体，要求锥角？j、于5I 如果是锥if!li几何体舍要求锥角小于3。检吉普稽的最大公差宜在士1%以内B必须通过那定选定厚度的试馨的平均住移及位移去冒幅来确定平均应变及应变振循频率的最大公差应在主2%以内：按理尊器的最大公差宜在土1以内；如果用!Ml控体做压缩法试验，可以用弹性模量代替弹簧常数如i I K I ,K,K) 矩形条状试祥始厚度宜在lmm3mm范围内宽度宜在4mm 12 mm范围内（服从量大宽度与厚度比等于10），两夹具之间的长度至少是宽度的JO倍最大值不起过120mm）。厚度、宽度及两夹兵之间的距离精确到主1

22、%。）试验条件应变振领最大0.5%: 频率o.1 Hz 10 Hz: 温度从GB2941中选取，也可以进行连续扫撼。14 GB/T 9870. 1-2006/ISO 4664-1 :20部9 调节9. 1 停放试样从硫化完毕到试验之i司的时间l同商应符合GH/T2941的规定。9.2 温度试祥在试验之前应在一个标准实验室温度下调节不少于3h，并按照序进行试验。对于每一个温度而言，都应将试祥在该温度下调节足够的时阂，以达到温度平衡。但对闷不应过长，特别是在较高温度时，以免产生老化。调节对两应根据试样的外形尺寸及温度而定参照GR2941的规定商定e9. 3 机械调节填充橡胶的动态性能与其应变历程和

23、温度历程有关。为保证试验结果的一致性和重现俭，在进行试验之前，应对试样进行机械调节以便清徐不叫逆结构3这种调节应在试验温度、最大试验应变条件下进行，且应不少子6个周期e为便可逆结构达到平衡，完成机械调节后至正式开始试验需要问摄至少12人对于动态试验叠加在预加的静态应变的情况，试样应在停放期间保持静态应变。当外加应变只有个商旦非常小碍，允许省略机梭调节，例如自由振动的情况310试验程序如果要对试样进行一系列的试验，应从最不苛刻的条件下开始进行，然后进入较高的振幅或较高的频率。对于在不同温度下进行试验的情况，应从选定的最低温度开始遂行e对于强迫振动试验，应运行至少8个周期使内部结构重排趋于平衡后再开始测量。当试验的振辍和频率较低时试验持续的对部无雳限制。而当试验的振耀和频率较高时，由于有增大试样内部生热的危险性，所以试验时间应尽可能短，特别是处于玻璃化猩度和邻近君主璃化温度时。温升可由下列关系式预溅。每个试验周期的单位体积能量损混为zsin.I( f Mi对）在没有热量从试样中散失的蔼提下，温升速率为：剖n.l试验8期3