GB T 18943-2003 多孔橡胶与塑料 动态缓冲性能测定.pdf

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1、GB/T 18943-2003 前占1日本标准等同采用国际标准I504561 ，1988(多孔橡胶与塑料动态缓冲性能测定。本标准的附录A为标准的附录。本标准由原因家石油和化学工业局提出。本标准由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会胶乳制品分技术委员会归口。本标准起草单位:中橡集团株洲橡胶塑料工业研究设计院。本标准主要起草人郑三阳、谭运华。GB/T 18943-2003 ISO前言150(国际标准化组织)是各国家标准化团体(150成员团体)的世界性联合机构。制定国际标准的工作通常由150技术委员会进行，凡对己建立技术委员会的项目感兴趣的成员团体均有权参加该委员会。与150有联系的政府或非政府的国际

2、组织，也可参加此项工作。在电王技术标准化的所有工作中，150与国际电工委员会(IEC)紧密合作。技术委员会采纳的国际标准草案，在150理事会接受作为国际标准前应下发到各成员团体。作为国际标准发布时，要求至少有75%成员团体投赞成票。国际标准1504651由150/TC45橡胶和橡胶制品技术委员会制定。此第二版代替第一版0504651，1979)，对第一版中的3.1, 7. 1, 7. 2. 1, 7. 2. 2, 8. 2和9.2作了技术性修改。本标准附录A是提示的附录。E 中华人民共和国国家标准多孔橡胶与塑料动态缓冲性能测定Cellular rubbers and plastics-Dete

3、rmination of dynamic cushioning performance GB/T 18943-2003 idt ISO 4651 , 1988 警告z使用本标准的人员应熟悉正规实验室操作规程。本标准无意涉及因使用本标准可能出现的所有安全问题。制定相应的安全和健康制度并确保符合国家法规是使用者的责任。1 范围本标准规定了测定多孔橡胶材料和刚性及软性多孔塑料的动态缓冲性能的试验方法。通过测量物体落在试片上时的最大减速度。此试验主要是供质量保证使用的。而且这种试验也被用来获得设计数据，因此附录A中的注释可以对设计数据予以帮助。本标准只适用于包装用材料。2 引用标准下列标准所包含的条文

4、，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 6342-1996 泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定(凶1501923 ,1981) GB/T 6343-1995 泡沫塑料和橡胶表观(体积)密度的测定(neq150 845 , 1988) GB/T 2918-1998 塑料试样状态调节和试验的标准环境。dt150 291 ,1 997) GB/T 2941-1991 橡胶试样环境调节和试验的标准温度、湿度及时间(eqv150 471: 1983、1501826 ,1 98 1) HG/T 2

5、867-1999 橡胶或塑料涂覆织物调节与试验的标准环境(idt150 2231: 1989) 150 3205 , 1976 试验温度的选择3 定义本标准采用了下列定义:3.1 静应力盯2落锤总质量与附加质量乘以重力加速度品，再除以试片的原始面积。3.2 峰值减速度a:冲击试片时落锤的最大减速度，在国际单位制(51)中，用m/s2表示。3.3 位移曲线曲线说明了在冲击期间由于时间因素试片所受冲击的表面的位移情况(见附录A)。3.4 动态应力2落锤上面的物质所施加的减速力除以试片的原始面积。3.5 减速力z落锤质量乘以落锤的瞬间减速度。3.6 应变:用原始厚度的一个百分比来表示的位移。3. 7

6、 动态压缩图:曲线说明了冲击期间缓冲材料的动态应力(每个单位面积上的减速力)与应变(位移/厚度)两者之间的关系。在-定的应变(动态压缩)条件下，此曲线的斜度可用作定的冲击速度和试片厚度的特性常数(见附录A)。3.8 缓冲图此曲线图说明了静应力盯对具有一定厚度L的相关材料的试片作用时的峰值减速度a申华人民共和国国家质量监督检验检疲总局2003-01-10批准2003-07-01实施GB/T 18943-2003 和冲击表面位移的最大值Lm，(见附录A)，3.9 峰值减速度改正值ac:试片原始厚度偏离标准厚度50mm的极小偏差经过改正后的最大减速度。峰值减速度改正值是通过测得的最大峰值减速度乘以原

7、始厚度，再除以标准厚度获得的。3.10 相等落高L试验期间，在标准重力加速度、真空、自由落下的条件下，能使落锤获得同一冲击速度的落高。相等落高以米为单位，用下式计算:2 h :E 2go 式中，V-落锤冲击速度，单位为米每秒(m/s);go 自由落下的标准加速度，即9.80665 m/s2 , 4 仪器4.1 总则仪器应包括一个表面比试片大的平底落锤、一个至少相当于落锤质量100倍的个垫板且表面与落锤底面平行，动态试验设备的两种基本型号见图l和图2，它们是垂直下落导向的检测仪，落锤搁置在垫板上的试片上面的立式导向架与摆检测l仪之间。垂直下落导向检测仪用于高减速试验和(或)高动态应力。摆试验适用

8、于相对低减速或低净应力。落锤应配备一个记录冲击时减速峰值的记录仪，精确度为士5%，最好配备一个能记录冲击时减速时间脉冲的记录仪。记录仪也可用来直接测量冲击前落锤的速度，精确度为士5%。能记录从25叮1m处落下的时间的数字记时器，这样的适用装置可用来测量冲击前落锤的速度，精确度为土1%。冲击前应完成落锤在最初冲击时5mm位置内的轨道上某一点的测量。用一种能避免变频器变形的方法把符合4.2.1要求的变频器固定在落锤的中央。从冲击变频器处传送信号的线应固定好，避免在变频器偶合处有过多的挠曲。落锤的质量在静应力所要求的范围内应可进行调整，吁以从几个落锤中选择使用个。当用增加质量的方法调整落锤时，建议把

9、所加质量加到落锤的表面上。落锤和垫板两者都应够坚硬这一点很重要，这样的话，不要的摆动在减速时间曲线上就不会被记录下来。落锤摆动的固有频率应与实际的一样高，最好高于1000 Hz, 试验前，应检查冲击时落锤的速度。此速度至少应是相当的自由落体速度的95%。相当的自由落体速度用下式(1)计算:飞二J2ii:h.( 1) 式中:Vg最终自由落体速度，单位为m/s2; go 标准自由落体速度，即，9.80665mh2; h 所测得的试片上方落锤的高度，单位为m，注当试片放在垫板上时，帮锤装置一定要保证操作员的安全，建议使用安全开关的方式。GBjT 18943-2003 12 13 10 11 1 电磁

10、铁，2底座，3一位移电位计的滑动接触，4落锤;5位移电位计，6试片垫板.950g , 7 压力室.O50kN , 8 压力室超负荷示警器，9摄影照明自动供给，10电磁铁供给和位移电位汁供给，11所有设备的交流稳压器，12双光束示波器，0300kHz，带自动摄影机g13-上载波频窒放大器，50Hz 图1测定动态缓冲性能用落锤装置一般布置图GB/18943-2003 摆锤直撑 了:I哺;斗l扁钢铁陆重锤图2测定动态缓冲性能用摆锤仪一般布置图4.2 记录设备记录减速时间脉冲的设备应包括个变频器、一个放大器和一个记录仪。变频器通常是压电材料型的或是应变仪可选择特定的记录设备(包括变频器和记录仪两者)都

11、应有一个频率响应，适合测量峰值减速度，精确度为土5%，所获得的减速时间脉冲通常是一种对泡沫状海绵的瞬间脉冲在低缓冲位移处接近于正半弦波，如图3所不产生高缓冲位移的冲击成为三角形或甚至成为锥形体。对于在压缩时GB/T 18943-2003 起皱的硬性海绵，加速时间脉冲可能接近于急剧升高的起始部分，在减速前常出现一个恒定水平面(或接近恒定。需要测量这些瞬间脉冲的频率响应范围要比预料的广，重要的是切记对以下记录设备主要要素方面的要求。制E _f_ 的半正弦波时间倒罢_/_ 时问b)三角形波HE谓嚣时间c)火花状波图3减速度时间脉冲4.2.1 变频器一般来说，变频器可以是压电材料型的，也可是应变仪型的

12、。压电材料惯性型减速机几乎没有固有的缓冲作用，如若响应频率太低，则可能通过减速脉冲引起响应，因此会产生超调量错误。总的说来，这些都可通过确保变频器的振动固有周期小于减速脉冲的持续时间T的1/20而避免，然而，对于半正弦波脉冲或最初快速上升的脉冲来说，振动的固有周期小于脉冲周期的1/10或小于脉冲上升时间的1/6就足够了。应变仪或变频器的惯性型减速机有较高的固有缓冲作用(在临界0.4与0.7之间)。在测量峰值减速度时为了获得一个比5%还好的精确度，对半正弦波或三角形脉冲来说，一个小于脉冲1/3周期的振GB/T 18943-2003 动固有周期。对最初快速上升的脉冲来说，此固有周期应小子上升时间的

13、1/6。建设使用环状刀型压电材料变频器，它的电抗性部件与顶部连接的托架隔离开来。压电材料惯性型减速机对持续信号不予响应，而低频率响应依赖于放大器系统的良好部件。如果是阴极随动件，那么与变频器输入线路相联的阴极随动件的输入线路的时间常量控制低频响应。为了记录半正弦波脉冲的峰值减速度，精确到5%内，时间常量应至少是脉冲时期T的7倍。对于方形脉冲来说，响应值应是20T。如果接下来的是带电放大器，那么对连续半正弦泼的响应在半正弦波脉冲出现5%差错时的频率为T时不会减小到5%以上。方型脉冲的响应频率为L22 , - ， /，.， Hr/-N50 在连续响应半正弦波时减少5%的频率的这些数字也可用于使用交

14、流电偶合的那些放大系统。4.2.2 记录仪阴极射线示波器的高频响应通常是适当的。对于电流计示波器来说，高频响应可能受到限制，因为这些设备通常受阻到临界0.4至O.7之间，半正弦波脉冲或三角形脉冲的电流计示波器应有一个小于脉冲时期1/3的振动阁有时期。使用交流放大器的示波器和其他记录仪有不充分的低频响应，庇继续考虑以上所提到的带电放大器。由于记录笔的惯性，直接笔记录仪可能会有不适当的响应。为了减少来自试验设备内的机械共振的假输出信号，直接笔记录仪有必要限制高频响应，频率应尽可能地保持高，以适应假信号足够的衰减。在频率等于预期频率的2倍时，最小要求是减少5%。脉冲持续时间和上升时间取决于所试验的材

15、料种类和试验条件。用50mm厚的试片，泡沫海绵的脉冲持续时间在10ms至25ms范围内，用硬性材料，脉冲时间也许会短，大约是2ms至5ms的上升时间。用峰值读数仅能获得对冲击时减速度的更准确测量。5试片5.1 形状与尺寸试片应是一个具有以下尺寸的直角平行六面体2长，150mm土5mm 宽，150mm士5mm 厚，50mm土5mm 应用适当的方法切割试片，此方法不会改变其动态性能，例如用带锯或锐刀。切割试片时不应使用热的金属线制品。在10个组的试片中，两个试片的平均厚度差不应大于2mm，这些尺寸应按照GB/T6342来测量，试片厚可以通过重叠试片获得，但重叠的试片不应超过两片，重叠厚度不小于20

16、mm且与各向异性的已知方向是同方向。5.2 均匀性每一试片的密度与10个一组的试片平均密度的差别不超过:1:10%。5.3 试验期间的取向性从成品中切割的试片应进行试验以便动态应力的方向与从成品中切割的材料的动态应力方向一致，如果不能保持致，则在报告中应对成品中主要动态应力的方向与试验方向的关系加以说明。5.4数目至少用10片试片进行试验。6 预调节和试验条件样品应在制造后22h以后进行试验。试验前，根据GB/T29陀、GB/T2491或HG/T2867试片至少应调节16h。在出现争议情况时，同一批试片的试验条件应一致，最好选择温度为23C:1:2C、相对湿度为50%:1:5%。GB/T 18

17、943-2003 样品应在制造72h后进行调节。除非供需双方同意，试验应在同一条件下进行。7 试验步骤7.1 总则按5.1记录试片的原始厚度，按GB/T6343测量每一片试片的密度，确保落锤在安全位置。把试片放在仪器的垫板上，准备落锤冲击试片。按7.2和7.3所规定的以固定的预定速度和静应力每隔60s士15s冲击试片共3次。在第一次和第二次冲击时测量落锤的峰值减速度，每一片试片应用于静应力和冲击速度的唯一一次特殊结合中。试片受到3次冲击后，5mn后再测量其厚度。7.2 冲击速度使用相当于引力作用下从250mm和750mm自由落下的两种速度，也可使用从1250mm处落下的高度。每一次冲击应满足4

18、.1自由落体要求的95%.不能满足此要求的任何冲击都应予废弃。7.3 静应力对于每一次冲击速度，在供需双方同意的前提下应选择5个不同的静应力，这样的话，一个静应力就大约说明了冲击时最小的峰值减速度而其余4个静应力则在这个值上下，相当于约增加10%或20%的峰值减速度。对于特殊材料，所选择的静应力值数字可以减少到2.相当于十10%的值，如果前面的试验已经表明，此次对比试验，观察到缓冲性能中的明显变化，则供需双方应同意以上这一点。8 结果表示8.1 永久变形试片受到冲击以后的变形(占)用一个分数表示，用式(2)计算2h( !:.;: 二(二工Jx100 . ( 2 ) 式中，Lo试片的原始厚度，单

19、位为毫米(mm)，Lv 试片受冲击后的厚度，单位为毫米(mm)，8.2 峰值减速度峰值减速度改正值，用自由落体标准加速度单位表示，按式(3)计算:L .V X(卫)aL V,- 式中Lo试片的原始厚度，单位为毫米(mm)，L氧试片的标准参比厚度(50mm).单位为毫米(mm)，V 公称速度，单位米每秒(m/s), V , 实际速度，单位米每秒(m/s)，a m 测得峰值减速值，用自由落体标准加速度作单位。9 试验报告试验报告应包括以下条款a)参照本国家标准，b)材料说明;c)试验方法应考虑到原材料的已知各向异性gd)试验条件，且对所使用的落锤试验机有一个简要的说明;e)所使用的静应力、试片厚和

20、相应的改正减速值，f)冲击后的永久变形，g)试片是否重叠;h)下落数目及下落高度。. ( 3 ) GB/T 18943-2003 附录A(标准的附录)使用动态缓冲性能族得设计数据对于怎样使用本标准规定的试验方法，本附录提供了指导。A1 数据的表示用此试验方法为设计获得的数据可以用以下方式表示sA1.1 减速静应力图(表)，在此图中，峰值减速度以m/s)是对照静应力盯(kPa)的描绘一一符合7.1或A2.5的连续落在依照A2.1所给厚度的试片上的一个给定数和符合7.2或A2.2的冲击速度或相等落高。符合A2.1的所选不同厚度的试片数和符合7.2或A2.2的冲击速度或相等落高。符合A2.1所给厚度

21、的试片和符合7.2或A2.2的一系列所选冲击速度或相等落高。A1. 2 缓冲图z它类似于减速静应力图(见A1.1).而且对于测量的每一批，在静应力作用时的最大位移L.Lm.(mm)也描绘在同一图上，图A1就是一例缓冲图。A1. 3 动态压缩图，L.Lm.jL.L。表示或用一个百分比表示的试片的相对压缩作用时，动态应力DYN(kPa)在此图中也被描绘。图表标题应分别对试片的原始厚度L，(mm)的所选择的冲击速度或相等的落高加以说明。.A2 获得设计数据的试验要求A2.1 试片尺寸的重要性试片的尺寸(和形状)会影响到峰值减速度值，特别是对于有部分开孔海绵或主要是开孔海绵的试片来说。校正步骤不适应于

22、厚度超出标准公差范围的样品。选择用此方法的试片尺寸能减少尺寸的差别考虑到能接受的值为止。如果资料对设计有用，则所选择的厚度应表示成品。假若在其他情形下要获得特殊多孔材料的全面的设计数据，除了或代替规定厚度50mm士5mm 之外，应选择下列一种或多种厚度，10mm、25mm、50mm、75mm、100mm和125mm。注.自由缓冲的动态缓冲性能不可以与限制缓冲的动态缓冲性能作比较。在包装应用中，峰值减速度可能会受到缓冲凹人、缓冲面和外部容器磨擦的影响。A2.2 冲击速度或相等落高为所规定试验方法选择的速度指适应于大多数使用情况并表明了在低初始应变速度和高初始应变速度下多孔材料的性能差别。依赖于最

23、后使用来获得设计数据时，为了获得设汁数据，应视最终应用情况而定。其他速度或相等落高是有必要的。对于本方法所说明的两种范围以外的速度来说，同一试验机性能应是相同的。A2.3 静压力ST设计的静应力的最可能范围是0.5kPa至15kPa.这样就包含了代表缓冲材料的绝大多数多孔材料。建议对于此范围至少使用6个静应力。A2.4 位移测量对于符合A1.2和A1.3的设计数据的显示，要求有记录由于时间因素而发生的落锤位移或落锤减速度的装置。GB/T 18943-2003 (叫的EEIJF蝇酣但主料酣一一一一一寸/ 位罄吧一一-f/气/-二1 / - _.-I / -, _ - I /几，y _ ，1句1、

24、二卢-主|费/ -二一气唱-一一一斗二一-一|曙- - -/彻!/ 一一一一一一一-1一一、T一一一一-静事应力sr/kPaA2 , 5 落下数目据实际使用情况第一次和第三次落下的性能适合于绝大多数，在进行重复运送的分配系统中，需要对具有5次冲击的峰值减速度变化应给予充足的保护。这样的话，建议对第一次和第五次落下性能进行测量和报道或根据Al.l在减速静应力图表中展示说明第次落下性能和相继四次落下性能的平均数的复杂数据。A2.6 温度设计时，要求有高于温度范围40.C至十50.C的性能，适合的试验温度应从ISO3205中所给的温度中选择，与试片有联系的试验仪器的零件应在这些温度时能不受损伤。A2.7 湿度对于需要在热带条件下进行的特殊多孔材料的性能的数据或在这些条件下暴露的成品，建议试验的温度为40.C土2.C、相对湿度为90%:1:5%。注在某些情况下，有必要增加调节时间以确保试片湿度的均匀分布。注V，、V，、V，和V，是选定的冲击速度。曲线(M)给出作为盯函数的am.最小值的偏差。图Al缓冲图示例