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GB/T　17200－1997

idt ISO5893：1993

橡膠塑料拉力、壓力、彎曲試驗機

技 術 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。移動部件傳遞驅動力并裝有可調節(jié)速度的調速裝置。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 

對應一給定真值，通過對該真值重復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 

力的真值與重復施加力所得到的讀數(shù)的算術平均值之間的差值。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*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，否則嚴格規(guī)定試驗機準確度的技術條件就價值不大。來源于不同試驗室的試驗數(shù)據(jù)的相關性既與試驗機技術條件有關，也與試驗技術有關。操作者的誤差、試樣的安裝技術和試樣的可變性是主要的誤差來源。

試驗機應避免暴露在外，以防吸水受潮或遭受熱源的輻射。

4結構特點

4.1尺寸與結構

試驗機的尺寸和結構應能適應所有欲使用材料的試驗，而且不應有可能影響試驗結果的不良性能。

移動夾頭的移動距離應能充分滿足試樣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準確地與應變軸對中。試樣在安裝好以后也應準確地與應變軸對中，且試樣的試驗軸線應與加力的方向一致。

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果變化的特別重要的原因。

4.3試樣夾頭

對于試驗柔質材料的啞鈴狀、平行條狀和類似的拉伸試樣，試驗機應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。對于硬質材料，螺旋作用力的夾頭也是適用的。夾持試樣的方式應盡可能防止試樣相對夾頭滑移。

為試驗環(huán)狀試樣，試驗機應裝有兩個滑輪，二者均可自由轉動；其中至少一個通過試驗機能以3r/min～50r/min的轉速自由地轉動，以便在試驗過程中可使被試環(huán)狀試樣的應變均勻。對應大環(huán)狀試樣(外徑52.5mm)滑輪的直徑應為25mm，對應小環(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，試驗機應裝有在相關的試驗方法中所描述的夾頭或應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，對應每一種粘合體可能需要設計不同的夾頭。

4.4驅動特性

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

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符合相關的試驗方法或材料技術條件的要求。它們引入的摩擦、間隙或不對中性，不應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，誤差的圖解說明見圖1。試驗機若單*壓縮或其他試驗模式的量程時，這些量程應獨立進行檢驗。

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檢驗的方法應依據(jù)有關標準，經(jīng)過檢驗的裝置應在表1給出的準確度極限以內。如果試驗機要用于測量循環(huán)力，應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

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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)誤差，此誤差通常來源于由裝置的慣性而產(chǎn)生的加速度誤差和由機械與靜電的摩擦作用引起的筆的滯后誤差。記錄儀動態(tài)準確度的測量通過記錄試驗過程中的誤差信號大小來實現(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誤差是否顯著的記錄儀動態(tài)準確度圖。在有這種動態(tài)誤差的情況下，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，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誤差，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)誤差為±1%，與該點對應的誤差為±1kN。因此從零到滿量程五分之一(即100kN)的允許誤差是±1kN的常數(shù)。

作為對記錄儀技術要求的指導，如果動態(tài)誤差與靜態(tài)不準確度相比大小相似，則滿量程行程的響應

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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VD宜小于筆的zui大可達速度Vmax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： 

只要記錄儀的響應時間T是已知的，則Vmax可以根據(jù)下列公式近似計算：

　　　　　　　　　　　　　Vmax＝ 

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)誤差的詳細資料。

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)      光學或其他遙測(非接觸式)的引伸計。

在測量伸長時，應給出連續(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)中不應有任何間隙，也不應有明顯影響試驗結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，不應使試樣產(chǎn)生任何變形或受損傷的痕跡，也不應產(chǎn)生任何明顯影響試驗結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大誤差確定。

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

表2伸長(變形)測量的準確度級別

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9移動夾頭的位移速度

試驗機為動力驅動，并應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超過平均速度的±5%，并應保證在上面列出的速度表中規(guī)定的極限以內。

移動夾頭位移速度的準確度，應在從零到試驗機力范圍內的某一規(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少于10mm，而且檢驗試驗的持續(xù)時間不應少于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、施加應變機構、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)廠在其技術條件和任何說明書中，應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，檢驗機構應頒發(fā)標有下列內容的證書：

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；

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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)過大修或調整都應重新檢驗。