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DIN53513機械損耗因素及動態彈性模量范圍和應用領域這個標準在非諧振頻率下顯示受迫振動時確定彈性體(動態)的一種方法,在周期性條件下,建立的彈性可用于預測橡膠的性能,例如,用于輪胎,機器零部件(離合器踏板)以及防震器。在已知頻率,拉力和壓力的條件下,這種方法允許測量動態屬性。作為溫度變化的因素,性能多變的測量可以直接轉換范圍。在大多數情況中,由于第5種因素彈性模量溫度上升。多變的測量為溫度變化的因素,包括彈性模量的溫度。可使用DIN53545提到的扭力擺錘試驗,這種試驗是基于自由下降高度阻止擺動,通常這種頻率是易變的。概念2.1壓力和拉力根據受迫振動來進行試驗,分別在恒定的壓力m(特指壓力幅度)內進行試驗,頻率的正弦勵磁f,壓力,(1)(特指指定的壓力)和多變的壓力,根據給定的條件定義以下等式:m+a*sinWt例:m給定的壓力壓力幅度aw角頻率(3=2nf)t時間在線性范圍內的拉力材料(通常是小壓力r=rm+rjsin(wt-0)a),取決于\2),給出以下等式:m例:rm給定的拉力ra拉力幅度0損耗角零件的拉力幅度r而滯后.隨著時間的變化而變化,因此可有相同頻率的拉力,但會由于損耗角0注:這里所給的壓力和拉力適用于屈服狀態,類似于”引義”(2.2)Time,t圖1拉力和壓力周期表2.2損耗因素和彈性模量在動態拉力條件下,為了能夠定義材料的彈性體,必須給定兩個性能,機械損耗因素和動態彈性模量損耗因素定義如下d=tan6 (3)無論是0還是(0/3),都能給出拉力落后壓力的數據(圖1),根據負荷的種類,分別將在動態屈服模量,IG*I,法向模量,IE*I,進行(拉伸或壓縮),前者,IG*|頊a/ra ⑷是在擺動條件下,制取試樣的屈服強度的標準,是絕對的彈性模數值(DIN53535)所給的動態法向模數等式|E*I=Oa/£a(5)無論是壓力。還是拉力£(拉伸,壓縮),都是在擺動的條件下,制取試樣的動態拉伸或耐壓強度的標準,是絕對的法向模數(DIN53535)損耗因素是根據應用于剪切和拉伸的等式(3)定義的2.3阻尼阻尼是試樣在動態變形期間,機械能損耗轉換為熱能,每個負荷周期的能量損耗是純阻尼AW,每個單位體積的損失值是具體的能量損耗.W(53535),與損耗角。有關的等式TOC\o"1-5"\h\zW=nrtsin0 (6)拉伸相對應的等式: 33W=n£aZaSin0 (7)在壓力-拉力表中,W與橢圓形區域相等(圖2,應用于屈服).壓力單位MPa或N/mm2,W單位Nmm/mm3Strain,yStrain,y圖2壓力-拉力表2.4形狀因素,波形因素DIN53535中提到,拉力非同質的效果,在形狀不適用的情況下,制取試樣可以通過形狀因素,3,來均衡.當損耗因素主要是試樣尺寸大小時,恒等值不會達到動態模數,除非在同一形狀的試樣上進行測量.在屈服狀態下,彈性屈服模數(8)IG*I=1/3g?ta/ra(8)便于測量任何形狀的試樣. 33如果試樣的長度(或厚度)由Lo標注,直徑由do標注,在一個方型的橫剖面上,邊緣長度bo,形狀因素都取決于do/Lo或bo/Lo,在不需要修正的情況下,如果比率相差很大,形狀因素,3rG,趨向于單一,概括來說,如果do/Lo或bo/Lo均衡4次,形狀因素,邊緣長度也將均衡,在方型的橫剖面上意味著bo與四次Lo是均衡的.在所有特定形狀試樣拉伸狀態下,法向模數由以下等式給出:TOC\o"1-5"\h\z舊料=1/E-嚴a (9)對于圓柱形試樣,E由以下等式給出:E=1+B(do/Lo)n (10)無論是B還是n都實驗性的確定了IE*I的性能.如果do/Lo的比率相等,試樣的直徑與它的高度相等,估約E=1.1,a=1.1IE惟a(DIN53535和[1][2]).等式(5)僅適用于do/Lo較低的比率.嚴格上講,do/Lo應趨向于0. 3注:作為彈性的特性,彈性模數主要取決于形狀,如果適應形狀因素,在拉伸狀態下,歸納為do/Lo到0,在屈服狀態下,do/Lo-8或bo/Lo-8.對于不可壓縮的材料(例如在變形時仍能保持恒量的橡膠).在IE*Ido/Lo-0或IG*Ido/Lo-0之間有以下等式關系IE*Ido/Lo-0=3IG*Ido/Lo-0 (11)即:法向模數值是屈服模數的三倍.指示,指定確定高彈性的方法,顯示在非諧振頻率下的受迫振動(A).檢驗設備能夠測量力度,同時在試樣上能顯示恒定的拉力的設備可用于實驗.在圓柱體上制取試樣的狀態下拉伸,設備能夠測量力度或拉力以及保持他們的恒量,同時在試樣上顯示已知拉力和正弦拉力,設備不僅可以測量力度和拉力,而且可以阻止或計算粒度和拉力間的損耗角,并且他允許試樣的條件如6.2中所描述的樣品檢驗設備如下所示(圖3):包括可調整的異常狀況,粒度和拉力的測量系統,制取試樣要根據給定的力度和拉力,在恒定時間內,對異常位置進行調整,異常變形的自轉周期頻率為10Hz.1將被剪切的試樣 2測量溫度值 3條件室4可調的異常狀況 5測力設備 6測量位移設備圖3樣品測試示意圖屈服條件,當給定的力度為0時,應被劃分的力度F阻止了試樣的偏折s(圖4).損耗因素tan6,正切函數可從橢圓區域計算,使用等式(17),彈性屈服模數,IG*I,將從等式(16)中計算.

圖4剪切條件下力一位移圖在拉伸的條件下,試樣變化的長度La和給定的試樣長度Lm應被測量,劃分的F阻止了L,如圖5所示,產生橢圓,這個橢圓以及他傾斜的區域再次用等式(20)和(25)來計算它們各自的(5和IE*I. ' LmExtension,L圖5拉伸條件下力-位移圖試樣和試樣匯編5.1標準建議用平行六面體和圓柱體制取試樣,do/Lo或bo/Lo的高比率試樣將被用于剪切測量以及do/Lo低比率的拉伸測驗,只要合適,試樣將通過溶接,與金屬板堅固的連接起來.試樣表面的溶接面不會滑動,阻止了再生.建議用三個片斷進行測驗.由于溫度的作用,當動態屬性確定時,一個試樣完全也是可以的5.2屈服測驗試樣適宜方型橫剖面的試樣,bo/Lo的比率為4,厚度Lo為4mm,邊緣長度bo為16mm.試樣的厚度決不能小于3mm或大于7mm.兩個夾層的試樣被確認是比較適宜的(圖6)

5.3拉伸測驗試樣適宜圓柱體的試樣,直徑do10mm,長度Lo10mm,因此do/Lo的比率相同.*橫剖面Ao=bo2或do2/4注:當圓形橫剖面的標尺延伸時,元素朝標尺軸的方向延伸,并且橫向收縮,在拉力下是正面拉伸,擠壓下則相反.過程和評估6.1試樣尺寸測量在測試之前,分別確定試樣斷面Ao和厚度Lo的準確性為±2%和土1%.測試在23±2°C內進行,DIN53534給定的20KPa輪尺壓力的測厚計,硬度335,10KPa輪尺壓力的測厚計,硬度<35.試樣在匯編的狀態下屈服測試(圖6),接下來的程序應通過膠合劑連接起來或使終板硫化.試樣在硫化或溶接前,金屬零件的厚度d1,d2,d3應被測量,試樣匯編形成后,厚度d4應被確定,給定的高度Lo等式,如下:Lo=1/2[d4-(d]+d2+d3)] (12)所完成試樣匯編的斷面應該被確定下來在壓力下,試樣的體積,V。應在Ao和Lo的前提下列等式,如下Vo=Ao-Lo (13)6.2條件統一和穩定溫度不可能在短時間內實現,而長時間適應高溫可校正彈性體的特征.測試結果也是試樣適應的一種表現方式.相應的,執行的所有相關細節都將被記錄下來.尤其是,無論是什么溫度,以什么方式都可以進行測量.試樣需要一個時間來適應每個溫度.為了實現可再生,推薦6.2.1和6.2.2中描述的兩種類型6.2.1恒溫測驗不強調試樣必須在10分鐘內適應爐和測量設備.在負荷狀態下,給定的較小拉力需適應牢固加緊終板之間的試樣階段.接下來是振動應力,充足的拉力和力度應用于負荷狀態前.狀態保持的同時,彈性特征應如6.3中描述的.1,2,5分鐘后,將使用安裝在與熱量絕緣,與試樣連接的金屬板上的傳感器測量,在5分鐘的測量時間段內,傳感器上顯示的上升溫度不應該超過1°C,拒此,測試的持續時間將縮短或在更小的幅度內進行在標準條件下,如果測試的對象想出現再生的效果,將在70C進行測驗.6.2.2溫度穩定上升的測量關于確定彈性體特征的溫度依賴性,權宜之計是從最低值到最高值增加它的溫度穩定性試樣應該盡快冷卻到最低溫度,沒分鐘最適宜的比率為10C-20C.在拉伸測驗狀態下的同時,試樣仍在規定的溫度內,將應用所給定的拉力和力度.緊接著,試樣應在最低溫度內適應10分鐘.最初沒有動態壓力的應用,一旦動態壓力應用,溫度將一每分鐘1C的比率上升,彈性特征的測驗如6.3中每2C或3C描述的那樣.盡可能使用在6.2.1中涉及的傳感器測量來達到所需的溫度,最低和最高溫度的極限應在報告中陳述.6.3彈性特征的確認6.3.1屈服模量和損耗因素的確認測量將以10Hz的頻率進行,與給定的章節6.2一致,拉力在測量期間應保持恒定,建議ra為0.06+0.006:ra=Sa/Lo (14)無論是Sa偏離還是Lo偏離,都是標準厚度.應用相關聯的Fa,測量壓力=Fa/2Ao (15)a同時屈服模量也將得到IG*I=FaLo/2AoSa(16)等式(16)中的兩個元素允許兩個試樣以夾層式結合.在力度位移圖中(圖4)tan6確定在橢圓形區域內,這與Aw(2.3)是等效的,將得出如下等式:TOC\o"1-5"\h\zAw=nFaSasinS (17)這個等式能計算出SinS和這里的tanS注:區域Aw與具體的能量損耗W(2.3中定義)有關,如下等式:Aw=W.Vo (18)據夾層式匯編,所給容積為:Vo=2(Ao.Lo) (19)6.3.2法向模數,IE*I,和tanS負載的確定測量將以10Hz的頻率f進行,與給定的章節6.2一致.

在測驗期間,給定試樣的長度Lm和高度La都應保持恒定,相關聯的Fm和Fa都將被測量,或二者擇一,Fm和Fa都應保持恒定,Lm和La的相應值也將測量.第一個狀態中,Lm8.0mm,La0.2mm,硬度為35?80.在5.3中描述的試樣類型,值與給定的£m的20%和£a的2%等效.在第二個狀態中,Fm60N,Fa40N:在5.3中描述的試樣類型,值與給定的。m,約0.5MPa等效.如果試樣的硬度低于50,Fm和Fa也隨之下降.以至給定的拉伸力不會超過20%,用MPa的。和IE*I都基于試樣的尺寸大小從以下等式計算:IE*I=(Fa/La).(Lo/Ao)(20)Fa:力度,單位Fa:力度,單位NLo:無應力試樣長度單位mm給定壓力。,壓力。a,從以下等式計算:mZm_Fm/Ao(21)拉力£m和£a(兩者尺寸),將從以下等式計算:£m_(Lm-Lo)/Lo(23)Lm給定試樣長度單位mmAo無應力試樣切割面單位mm2TOC\o"1-5"\h\zZa=Fa/Ao (22)£a_La/Lo (24)絕對阻尼值,Aw在力度位移表的橢圓區域內(圖5),,如下等式:Aw=nFaLasinS (25)Sin6和tanS也能夠被計算出來,除了法向模量外,也可以通過。m計算靜態模量:E=Zm/£m(26)或 E=(Fm/Ao)[Lo/(Lm-Lo)](27)注:IE*I的計算,壓力與最初的斷面有關,如果是出于計算的目的,計算恒定的容積和測量適宜的試樣長度Lm.壓力和相應的斷面也有關.與容積相關的等式關系:AoLo=AmLm (28)如果出于Fm的目的,橫剖面為Am,相應的試樣長度為Lm.長度的變化因熱膨脹一般可以被忽略.無論橫剖面是最大值Amax還是最小值Amin,如果動態的壓力是疊加的,有層理的,可供以下等式:Amax(Lm-La)=Amin(Lm+La)(29)當這種關系給納入計算,計算靜態模量和法向模量的的等式為:Ecorr_E(Lm/Lo) (30)IE*Icorr_IE*I{[Lm+(Fm/Fa)/La]/Lo}(31)注:£m>0時,Fm>0.£m<0時,Fm<0.計格上講,這些都是假設關系:試樣在終板上保持圓柱形,并且能夠自由移動,然而,試樣在受到壓縮時通常不會在終板上滑動,中部也不會膨脹.不過,橫剖面以上述元素來計算的話可被認作為圓柱形試樣的橫剖面.注2:在測量La時,應該確保結果不會影響測力計的拉力.如圖3所示,以適當的方法用拉伸器測量達到某種效果,二者擇一.確保測力計的拉力比試樣的拉力小.否則,拉力X1是試樣總拉力扣除拉力X2,就象等式(32),(33):1/tanS=1/tanS’-X1X2(1/sin6’) (32)S’測量的損耗角S校正的損耗角X]測力計拉力X2試樣拉力加上測力計拉力La試樣校正拉力6.3.3溫度極限出于溫度會轉換的目的,DIN53545通過對模量的測量,建議形成彈性體的極限溫度T『這種溫度被定義為IG*I,由于因素L超出(23±2)°C,首選值5(或2.10.20.20.100);極限溫度是要標明的,例如T5注:應標注的極限溫度是測試條件的變化因素,可采取DIN53513中所描述的工藝規程.尤其是頻率的下降導致相應的極限溫度下降.如果須檢測的材料沒有著重于10Hz的頻率,可進行低頻率的測試(例1Hz).于靜態應用,將使用DIN53548給定的Gehmann測試檢驗報告檢驗報告涉及的標準如下:a) 試樣詳情-被測彈性體的類型-所知連接和硫化條件的規劃-試樣準備方法(澆注或切割)-彈性體金屬黏結類型(膠合劑或硫化)-預處理的詳細資料b) 測試條件-儀器的簡短描述-壓力類型(屈服或拉伸)-測試頻率fHz-條件(狀態1或2)-測試溫度C(僅用于狀態1)-最小和最大測試溫度(僅用于狀態2)-拉力(ra或£a),壓力(ta或。a)單位MPa-給定的拉力£匚或給定的壓力。m單位MPa(僅在拉伸狀態下測量)c) 測試結果-試樣編號-試樣尺寸:Lo,mmAo,mm2,o/Lo或bo/Lo的比率-屈服模量IG*I或法向模量IE*I單位MPa-損耗因素tan6-如溫度依賴性的測量以執行(狀態2)IG*I或IE*I和tan。是溫度變化的因素-極限溫度TLCd) 標準的任何偏差e) 測試日期標準和其他相關文件DIN53445聚合物材料測試,扭力擺錘測試DIN53534橡膠和彈性體測試,試樣的線性尺寸和完工零件的確認DIN53535橡膠和彈性體動態測試,原理,原則,操作方法DIN53545彈性體低溫性確認,原理和測試方法DIN53548通過模量和溫度測量確定彈性體的轉換性(Gehmann測試)ISO2856:1981彈性體;動態測試的所有設備ISO4664:1987橡膠;硫化動態屬性分類目的的確認(正弦曲線屈服拉力)⑴佩恩,A.R;斯科特,J.R橡膠工程設計,倫敦:Maclarenandsons,Ltd.,1960,143.⑵彈性屬性是由動態測驗確認的其他相關標準和文件DIN53502彈性測試和彈性體涂層的樣本準備測試硫化件的阻尼和疲勞強度測試器的深化是為了衰減聚合物的性能,材料有彈性和黏彈性,德國材料檢驗協會前版DIN53515:11.44,12.62x,08.78:01.83.增補,修訂與1983年1月所編輯

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