Получите образец ТУ или ГОСТа за 3 минуты

Получите ТУ или ГОСТ на почту за 4 минуты

ГОСТ Р 56801-2015 Пластмассы. Определение механических свойств при динамическом нагружении. Часть 1. Общие принципы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

56801—

2015

(ИСО 6721-1 2011)

Пластмассы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Часть 1

Общие принципы

ISO 6721-1:2011

Plastics — Determination of dynamic mechanical properties — Part 1: General principles (MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартииформ

2016

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» совместно с Открытым акционерным обществом «НПО Стеклопластик» и Объединением юридических лиц «Союз производителей композитов» на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ФГУП « СТАН Д АРТИ НФОРМ»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 «Композиты, конструкции и изделия из них»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. № 2058-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 6721 -1:2011 «Пластмассы. Определение механических свойств при динамическом нагружении. Часть 1. Общие принципы» (ISO 6721-1:2011 «Plastics — Determination of dynamic mechanical properties — Part 1: General principles»).

Дополнительные слова, фразы, показатели, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации, выделены курсивом.

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте. приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0—2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты». а официальный текст изменений и поправок — е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

© Стандартинформ. 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

И

Содержание

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных

ГОСТ Р 56801—2015 (ИСО 6721-1:2011)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пластмассы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Часть 1 Общие принципы

Plastics. Determination of dynamic mechanical properties. Part 1. General principles

Дата введения — 2017—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие принципы определения механических свойств при динамическом нагружении жестких пластмасс в области линейных вязкоупругих свойств.

Значения, полученные из данных испытания при изгибе, будут сравнимы со значениями, полученными изданных испытания на растяжение, только для образцов с однородной структурой и при уровнях деформации, при которых обеспечивается линейность соотношения «напряжение — деформация».

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСГ 12015—66 Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из реактопластов. Общие требования

ГОСТ 12019—66 Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из термопластов. Общие требования

ГОСТ 12423—2013 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)

ГОСТ 17035—86 Пластмассы Методы определения толщины пленок и листов ГОСТ 26277—84 Пластмассы. Общие требования к изготовлению образцов способом механической обработки

ГОСТ 33345—2075 (ISO 1268-1:2001) Композиты полимерные. Производство пластин для изготовления образцов для испытаний. Общие технические требования

ГОСТ 33346—2015 (ISO 1268-2:2001) Композиты полимерные. Производство пластин контактным формованием и напылением для изготовления образцов для испытаний

ГОСТ 33347—2015 (ISO 1268-3:2000) Композиты полимерные. Производство пластин прессованием для изготоеления образцов для испытаний

ГОСТ 33345—2075 (ISO 1268-4:2005) Композиты полимерные. Производство пластин из пре-прегов для изготовления образцов для испытаний

ГОСТ 33349—2015 (ISO 7268-5.2007) Композиты полимерные. Производство пластин намоткой для изготовления образцов для испытаний

ГОСТ 33350—2075 (ISO 1268-7:2001) Композиты полимерные. Производство пластин литьевым прессованием для изготовления образцов для испытаний

ГОСТ 33351—2015 (ISO 7268-70:2005) Композиты полимерные. Изготовление образцов для испытаний литьем под давлением длинноволокнистых пресс-материалов

Издание официальное

ГОСТ 33367.8—2015 (ISO 1268-8:2004) Композиты полимерные. Производство пластин прямым прессованием првпрвгов и премиксов для изготовления образцов для испытаний

ГОСТ 33371—2015 (ISO 1268-6:2002) Композиты полимерные. Производство пластин пултру• зией для изготовления образцов для испытаний

ГОСТ 33372—2015 (ISO 1268-9:2003) Композиты полимерные. Производство пластин прямым прессованием для изготовления образцов для испытаний

ГОСТ Р 56745—2015 (ИСО 6721-2:2008) Пластмассы. Определение механических свойств при динамическом нагружении. Часть 2. Метод крутильного маятника

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю аНационагъные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя аНационагъные стандарты» за текущий год. Если заменен осылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана осыпка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 комплексный модуль АТ, Па (complex modulus): Отношение динамического напряжения к динамической деформации вязкоупругого материала, который подвергают воздействию синусоидальных колебаний.

Динамическое напряжение о. Па. вычисляют по формуле:

(D

(2)

<т(/) = гтАехр(/2л1?).

где « — амплитуда циклов напряжения. Па:

f —частота. Гц; t — время, с.

Динамическую деформацию с. %. вычисляют по формуле:

£<0 = cAexp[/(2iTft – 8)].

где еА — амплитуда циклов деформации. %;

6 — фазовый угол между напряжением и деформацией, рад (см. 3.5 и рисунок 1).

Рисунок 1. Лист 1 — Фаэовьы угол и комплексный модуль

Фазовый сдвиг 5Г2с/между напряженней л и деформацией в вязкоупругом материале под действием синусоидальных колебаний (я и к — соответствующие амплитуды.

/— частота)

«Г

Рисунок 1. Лист 2 — Фазовый угол и комплексный модуль

Примечания

1 В зависимости от режима деформации комплексный модуль, который может быть одного из нескольких типов (G’.P. К* или L”), складывается из модуля упругости М\ Па. и модуля механических потерь М“. Па. согласно формуле:

М‘«АГ+АГ.

(3)

Связь между разными типами комплексных модулей показана в таблице 1.

2 Для изотропных вязкоупругих материалов независимыми являются два из показателей упругости G*.F, К\ L* и д* (д* — комплексный коэффициент Пуассона).

3 Наиболее важной величиной, включающей коэффициент Пуассона д. является «объемный член» 1 – 2д. значения которого находятся в интервале 0—0.4 для д в интервале между 0.5 и 0.3. Соотношения в таблице 1. включающие в себя «объемный членя 1 – 2д. испотъзуют. только если значение этого члена известно с достаточной точностью.

Согласно таблице 1. «объемный член» 1 – 2д может быть оценен с высокой степенью достоверности, только исходя из модуля объемной упругости К или модуля одноосной деформации L и с использованием Е или G. поскольку измерения К и L вкгьочают деформации с относительно большой составляющей объемной деформации.

4 Модуль одноосной деформации L определяют при нагружении с высокой составляющей гидростатического напряжемся. Следовательно, значение L допуоюется использовать вместо значения К. и «объектный член» 1 – 2д оценивают с достаточной точностью на основе пар модулей (G. L) и (£ L). Пара (G. L) является предпочтительной, поскольку модуль G определяют при нагружении без гидростатической составляющей.

5 Уравнения в таблице 1 применимы ках для комплексных модулей, так и для их абсолютных значений (см. 3.4).

6 Большинство уравнений для расчета модулей, представленные е других частях настоящего стандарта, являются приближенными. Оки не учитывают, например, «концевые эффекты», вызываемые креплением образцов в зажимах, а также предусматривают другие упрощения. Поэтому использование уравнений из таблицы 1 часто требует применения дополнительных коррекций.

7 В случае линейно-вязкоупругого поведения, комплексная податливость С* является обратной величиной комплексного модуля М*. т. е.:

(4)

Таким образом:

(5)

tr

Сеть между нодулем упругости М’. модулем потерь W. фазовым ом А

и абсолютным значением

комплексного модуля М

C’-iC”

(Cf+ {Cf

*“■ Таблица 1 — Взаимосвязь между модулями для однородно изотропных материалов

Покздетель

Си ц

Ей »

Кил

Си Е

биК

&> к

би Iе

Коэффициент Пуаооона. ц 1 – 2ц »

– £

G/K

£

1

3_ё

1+G/3K

3 К

L/G-1

Модуль сдвига.

ЗК(1-2м)

Е

G *

2(1 + 1*)

3-^3к

Модуль Юнга.

2G(1+ и)

£

ЗК(1-2м)

3G

G3(1-4C/3t)

Е-

2d+M)

1+G/3K

1 -GfL

Модуль объемной упругости.

25(1 + 1.)

£

G

3(1-2р)

3(1—2м)

3(3G/e-i)

Модуль одноосной деформации или модуль продольных волн. L ■

2S(1-i.)

£(1-р)

ЗК(1-Я)

G(4G/£-1)

К 4G

1-2i.

(1 + м){1-2ц)

1 + р

3G/E-1

3

в См. примечание 6 к определению 3.1. ь См. гримечание 4 к определению 3.1. с См. примечание 5 к определению 3.1.

ГОСТ Р 56801—2015

3.2 модуль упругости М’, Па (storage modulus): Действительная часть комплексного модуля упругости JW* (см. рисунок 1. Ь).

Примечания

1 Модуль упругости пропорционален максимальной энергии, запасенной во время цикла нагружения, и является мерой жесткости вязкоупругого материала.

2 Существуют различные типы модуля упругости, соответствующие разным режимам деформации: EJ — модуль упругости при растяжении (модуль Юнга). E’t — модуль упругости при изгибе. Gj — модуль упругости при сдвиге. GJ„ — модуль упругости при кручении. К’— модуль объемной упругости, ££ — модуль одноосной деформации и i4 — модуль продольных волн.

3.3 модуль потерь М”. Па (loss modulus): Мнимая часть комплексного модуля М* (см. рисунок 1. Ь).

Примечание — Модуль потерь пропорционален энергии, которая рассеивается (теряется) во время цикла нагружения. Подобно модулю упругости (см. 3.2). режим деформации обозначается в соответствии с таблицей 3. например. £,’ — модуль потерь при растяжении.

3.4 абсолютное значение комплексного модуля |М|, Па (magnitude of the complex modulus): Среднеквадратичное значение модуля упругости и модуля потерь, вычисляемое по формуле:

(6)

|M|2=(Mf+(М”)2=КАа)2

Прим еча н и е — Взаимосвязь между модулем упругости ЛГ. модулем потерь М”. фазовым углом 6 и абсолютным значением комплексного модуля |М| представлена на рисунке 1. Ь. Подобно модулю упругости (см. 3.3), режим деформации обозначается в соответствии с таблицей 3. например. |£,| — абсолютное значение комплексного модуля упругости при растяжении.

3.5 фазовый угол 6, радианы (phase angle): Разность фаз между динамическим напряжением и динамической деформацией е вязкоупругом материале, подвергнутом воздействию синусоидальных колебаний (см. рисунок 1).

Прим еча н и в — Подобно модулю упругости (см. 3.3), ражим деформации обозначается в соответствии с таблицей 3. например, 5, — фазовый угол при растяжении.

3.6 тангенс угла механических потерь, коэффициент механических потерь tgo (loss factor): Отношение модуля потерь к модулю упругости, вычисляемое по формуле:

(7)

tgo= ЛГ/ М\

Примечания

1 Тангенс угла механических потерь является безразмерной величиной.

2 Коэффициент механических потерь tgS широко испогъзуют в качестве меры демпфирования в вязкоупругой системе. Аналогично модулю упругости (см. 3.2), режим деформации обозначается в соответствии с таблицей 3. например. 1дй, — тангенс угла механических потерь при растяжении.

3.7 петля упругого гистерезиса (stress-strain hysteresis loop): Отображение напряжения как функции деформации вязкоупругого материала под действием синусоидальных колебаний.

Прим еча н и е — При условт лшейности вязкоупругих свойств график представляет собой эллипс (рисунок 2).

Рисунок 2 — Петля гистерезиса «напряжение — деформацияо для вязкоупругого материала, подвергнутого синусоидальным колебаниям растяжения

3.8 кривая затухающих колебаний (damped vibration curve): Зависимость деформации или ско* рости деформации X вязкоупругой системы, подвергнутой свободно затухающим колебаниям (рисунок 3}, от времени t вычисляют по формуле:

X(f) * X0exp(-flt) • sm2rty. (8)

где Xq — значение огибающей амплитуду цикла в нулевое время: р — постоянная времени затухания, с-1 (см. 3.9); fd — частота затухающей системы. Гц.

X — деформация или скорость деформации. I — время: Х9 — амплитуда о цикла;

Х0 и р — параметры, определяющие форму огибающей эхслоиенциельного затухания амплитуд цикла по формуле {8)

Рисунок 3 — Кривая затухающих колебаний вязкоупругой системы

3.9 постоянная времени затухания р, си (decay constant): Коэффициент, определяющий умемь-шение амплитуды свободно затухающих колебаний со временем, т. е. зависимость от времени амплитуды деформации или скорости деформации Xq [рисунок 3 и формула (8)).

3.10 логарифмический декремент Л (logarithmic decrement): Натуральный логарифм отношения двух последовательных амплитуд в одном направлении свободных затухающих колебаний вязкоупругой системы (рисунок 3}, вычисляют по формуле:

Л = ln(Xq/Xq t,), (9)

где Xq и Xq 4 , — две последовательные амплитуды деформации или скорости деформации в одном направлении.

Примечания

1 Логарифмический декремент является безразмерной величиной.

2 Логарифмический декремент используют в качестве меры затухания е вязкоупругой системе.

3 Выраженный через постоянную времени затухания (1. с-1, и частоту fd. Гц. логарифмический декремент л вычисляют по формуле:

A=p/fd. 00)

4 Тангенс утла механических потерь tg6 связан с логарифмическим декрементом через приближенное выражение:

1дЙ*Л/п. (11)

5 Свободные затухающие колебания особенно подходят для анализа типа затухания в испытуемом материале (т. е. являются ли вязкоупругие свойства линейными или негынейными) и трения между движущимися и неподвижными частями прибора (см. приложение В).

3.11 резонансная кривая (resonance curve): Кривая, представляющая частотную зависимость амплитуды деформации 0А или амплитуды скорости деформации ЛА инертной вязкоупругой системы под воздействием вынужденных колебаний с постоянной амплитудой нагружения LA. при резонансной и близких к ней частотах (см. рисунок 4 и приложение А).

3.12 резонансные частоты fri, Гц (resonance frequencies): Частоты пиков амплитуды на резонансной кривой.

Примечания

1 Подстрочный индекс / указывает на порядок резонансного колебания.

2 Резонансные частоты для вязкоупругих материалов, полученные из измерений амплитуды деформации, будут немного отличаться от частот, полученных из измерений скорости деформации, эта разница будет гем больше. чем больше потери в материале (см. приложение А). Модули упругости и потерь могут быть строго вычислены с использованием простых выражений из резонансных частот, полученных из кривых скоростей деформации. Использование резонансных частот, полученных на основе измерений деформации, приводит к небольшой ошибке, которая является значимой только при больших потерях в образце. В этих условиях резонансные методы испытаний неприменимы.

Рисунок 4 — Резонансная кривая для вязкоупругой системы под воздействием вынужденных колебаний (зависимость амплитуды скорости деформации ЯА от частоты Г при постоянной амплитуде нагружения; логарифмическая шкала частот)

3.13 ширина резонансного пика .if,, Гц (width of a resonance peak): Разница между частотами f, и f2 пика / порядка, где высота резонансной кривой при частотах f, и f2 связана с высотой пика Rmi i моды соотношением (рисунок 4).

«Ab = 2-‘“RAM=0.707RAM. (12)

Примечания

1 Ширина резонансного пика связана с тангенсом угла механических потерь tg<5 выражением*

tgo = af1/Afn. (13)

Если тангенс угла механических потерь заметно не меняется в диапазоне частот, определяемом Af1. формула (13) верна при построении резонансной кривой на основе значений амплитуды скорости деформации (см. приложение А).

4 Сущность метода

Образец известной формы подвергают воздействию механических колебаний, характеризуемых двумя параметрами: режимом колебаний и видом деформации.

Возможны четыре режима колебаний I—IV. в зависимости от того, является ли режим колебаний нерезонансным, резонансным или околореэонансным (режимы приведены таблице 2).

Таблица 2 — Режимы колебаний

и

ш

■v*

Режим колебаний

Вынужденные колебания

Свободно затухающие

Постоя инея частота

Резонансная частота

Резонансная кривая

колебания

Частота

Нереэонансная

Резонансная

Переменная.

околореэонансная

Приближенно

резонансная

Амплитуда

нагружения

Один параметр

Постоянная**

Постоянная

Возбуждающий

Амплитуда

деформации

1IW 1 Nr J II IHUIVIt

другой измеряется

Измеряется

Измеряется

импульс

Инерциальная

масса

Отсутствует

Масса образца иМли дополнительные массы в зависимости от диапазона частот

Необходимо указать тип используемого крутильного маятника посредством добавления соответствующей буквы. А или В. см. ГОСТ Р 56745 (рисунки 1 и 2).

Нагрузка должна совладать по фазе со скоростью деформации.

Конкретный тип модуля зависит от вида деформации (см. таблицу 3).

Таблица 3 — Тип модуля (вид деформации)

Обозначение

Тип модуля

Е

1

Растяжение

£.

Изгиб

G

«

Сдвиг

G

to

Кручение

к

Объемное сжатие

L

е

Одноосное сжатие (тонких листов)

L

W

Продольная объемная волна

В таблице 4 указаны способы, наиболее часто используемые для измерения модулей различного типа. В таблице 5 представлено краткое описание методов, описанных в различных частях настоящего стандарта.

Таблица 4 — Наиболее распространенные приспособления для испытания

Приспособление для испытания*

Тип модуля и режим колебаний

Соответствующая часть настоящего стандарта

Инерционная

масса

Типичная частота. Гц

/////

с

t

\

т

Gu,

IV

Часть 2

Инерционный

элемент

От 0.1 ДО 10

////у

I

IS

1

‘////

***

>

Е

f

ш

Часть 3

Образец

От 10 до 1000

Е

1

1

Часть 5

Отсутствует

ОтЮ”3 до 100

т

Л

/////

G

1

Часть 7

k

I

!

щ,

_^1

Е

1

1

Часть 4

!

6

5

1

Часть 6

Окончание таблицы 4

П риспособлеиме дли испытании*

Тип модуля и режим колебаний

Соответствующая часть настоящего стандарта

Инерционная

пасся

Типичная частота. Гц

й

L

с

1

Отсутствует

От10“3 до 100

til 1 \ 11\

2 V

Е

<

1

От 10~3 до 10

Е

Г

И

Образец и рычаги

От 3 до 60

” Условные обозначения: 1 — зажимы, опоры или держатели: 2 — образец; 3 — инврционньм элемент.

Таблица 5 — Методы, представленные в различных частях настоящего стандарта

Режим колебаний (см. таблицу 2)

Тил модуля (см. таблицу 3)

е

t

£

t

С

%

6

во

К

1

с

L

1

Часть 4

Часть 5

Часть 6

Часть 7

Часть 8

II

III

Часть 3

IV

Часть 2

5 Оборудование и материалы

5.1 Оборудование

Подробное описание используемого прибора содержится в соответствующих частях настоящего стандарта (см. раздел 4).

5.2 Механическая, электронная и регистрационная системы

Механическая, электронная и регистрационная системы описаны в соответствующих частях на* стоящего стандарта.

5.3 Камера с регулируемой температурой

Образец для испытания вместе с зажимами или опорами должен находиться в камере с регулируемой температурой, содержащей воздух или подходящий инертный газ.

Камера должна быть спроектирована таким образом, чтобы температура в ней могла меняться в диапазоне, достаточном для исследуемого материала (например, от минус 100 до плюс 300 вС). Рекомендуется использование камеры с функцией программирования температуры.

Температура в камере должна быть одинаковой в пределах ± 1 *С ло всей длине образца. При но пользовании изотермического метода (см. 9.5) температура во время испытания должна поддерживать* ся постоянной с точностью 11 *С. При использовании постоянной скорости нагревания или охлаждения (см. 9.4) скорость не должна превышать 120 вС ч”1, а температура не должна изменяться со временем более чем на ± 0,5 *С в течение единичного измерения (например, серия свободных колебаний после начального импульса или резонансная кривая).

5.4 Источник газа

Источник воздуха или подходящего инертного газа для продувки.

5.5 Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры воздуха вблизи образца должно измерять температуру с погрешностью не менее ± 0.5 вС. Рекомендуется использовать термометр с малоинерционным датчиком.

5.6 Устройства для измерения размеров образца для испытания

Размеры образца для испытания, используемые при расчете модулей, измеряют только при комнатной температуре. Поэтому при измерениях зависимость модуля от температуры влияния теплового расширения не учитывается.

Устройства, используемые для измерения длины, ширины и толщины образца (см. также ЛОСГ 17035), должны иметь возможность определять эти величины с погрешностью 10.5 %.

6 Образцы для испытания

6.1 Общие положения

Характеристики, измеряемые с применением настоящих методов, чувствительны к неоднородности размеров образцов и различиям в их физическом состоянии (например, степень кристалличности. ориентация или внутреннее напряжение). Эти факторы необходимо принимать во внимание при выборе размеров и допусков, методов подготовки и кондиционирования образцов из определенных материалов.

Образцы (однородные образцы, слоистые пластины или полосы) должны иметь пренебрежимо малую усадку или коробление в пределах температурного диапазона измерений.

6.2 Подготовка

Подготовку образцов для испытания следует выполнять в соответствии с нормативными документами или технической документацией на испытуемый материал. Образцы могут быть изготовлены механической обработкой (см. ЛОСГ 26277) из прессованных плит (см. ГОСГ12019, ГОСТ 12015. ГОСТ 33345 —ГОСТ33351. ГОСТ 33367.8, ГОСТ 33371. ГОСТ33372) или из готовых изделий. Изготовление образцов допускается методом литья под давлением (см. ГОСТ 12019).

7 Количество образцов

Используют не менее трех образцов для одиночных измерений, т. е. измерений при одной температуре и частоте. Если температура и/или частота изменяется в достаточно широком интервале, для целей контроля качества достаточно одного образца. Во всех остальных случаях следует испытывать не менее двух образцов.

8 Кондиционирование образцов

Кондиционирование образцов для испытания проводят в соответствии с нормативными документами или технической документацией на испытуемый материал. При отсутствии такой информации должны быть выбраны подходящие условия по ГОСТ 12423, если иное не согласовано с заинтересованными сторонами.

9 Проведение испытания

9.1 Атмосфера испытания

Температура (или температурная программа) испытания, продувочный газ (воздух или инертный газ) и относительная влажность должны быть выбраны в соответствии с конкретным видом и келью испытания.

9.2 Измерение поперечного сечения образца

Перед испытанием измеряют ширину и толщину каждого образца с точностью ± 0.5 % в пяти точках по его длине. Образцы с видимыми дефектами, например утяжинами или отличиями в толщине и/или ширине, превышающими 3 % от среднего значения, отбраковывают. Для образцов с неравномерной толщиной, например готовых деталей, может быть определен только тангенс угла механических потерь.

Методика измерения размеров образцов других форм должна быть согласована заинтересованными сторонами.

9.3 Установка образца для испытания

Установка образца описана в соответствующих частях настоящего стандарта.

9.4 Изменение температуры

Если независимой переменной является температура, образец нагревают в исследуемом диапазоне температур с одновременным измерением вязкоупругих свойств. Частота колебаний может быть постоянной (режим колебаний I). естественным образом снижаться с повышением температуры (режимы колебаний II и IV) или переменной (режим колебания III) (см. таблицу 2).

Испытания, проводимые в исследуемом диапазоне температур, должны выполняться при ступенчатом увеличении температуры или при скорости изменения температуры, достаточно низкой для достижения температурного равновесия во всем объеме образца, время достижения равновесия зависит от массы конкретного образца и характеристик прибора. Подходящими являются значения скорости нагревания от 1 до 2 *С мин-1 или шаг изменения температуры от 2 до 5 *С с выдержкой не менее 3 мин. Для режима колебаний III рекомендуется выдержка в течение 10 мин.

На значения динамических модулей упругости полимеров оказывает влияние состояние образца на момент измерения вследствие его физического старения. Это состояние зависит от тепловой предыстории образца и изменений, протекающих со временем при температурах ниже температуры 0в, соответствующей середине области а-релаксации. о-релаксация является наиболее высокотемпературным видом механической релаксации и в аморфных полимерах соответствует переходу из стеклообразного в высокоэластичное состояние. Изменения физического состояния влияют на подвижность молекул, а значит, на отклик полимера на переменную нагрузку или деформацию.

При выполнении измерений с увеличением температуры изменения в состоянии начнут происходить во время выполнения испытания при приближении температуры к 0П. При последующем охлаждении установится другое физическое состояние образца, и дальнейшие измерения динамических свойств не будут приводить к воспроизведению предыдущих значений. Для повышения точности измерений при повышенных температурах требуется учет тепловой предыстории образца и скорости нагревания.

9.5 Изменение частоты

Если независимой переменной является частота колебаний, температуру испытания фиксируют на требуемом уровне. Во время измерения вязкоупругих свойств изменяют частоту колебаний образца.

9.6 Изменение амплитуды деформации

Если метод испытания позволяет выполнять измерения в диапазоне амплитуд деформации, рекомендуется представить зависимость модуля упругости от амплитуды динамической деформации еА, чтобы показать предел деформаций для линейных вязкоупругих свойств. Измерения должны выполняться от наименьшего значения деформации, для которого возможно точное измерение, к большим значениям. Измерения следует выполнять при низкой частоте, рекомендуется — 1 Гц.

Прим еча нив — При динамической нагрузке температура вязкоупругих материалов может значительно увеличиваться вследствие рассеивания механической энергии 8 образце в виде тепла. При значительном увеличении температуры свойства под нагрузкой будут зависеть от времени. Рост температуры увеличивает величину модуля потерь материала, амплитуду динамической деформации и частоту. Если цифровые устройства обработки данных позволяют анализировать результаты в течение первых нескольких циклов, влияние такого роста температуры может быть сведено к минимуму. Результаты последовательных измерений будут меняться с течением времени, поскольку продолжается рост температуры образца, и подобные наблюдения будут свидетельствовать о необходимости проявления большей осторожности при обработке и интерпретации результатов.

10 Обработка результатов

Подготавливают таблицу результатов, используя обозначения модулей из таблицы 3 для соответствующего типа деформации, с указанием типа колебания из таблицы 2. например. Е}‘ (III) — модуль потерь при изгибе, измеренный с использованием резонансных кривых.

Средние значения и, если это необходимо и возможно, стандартные отклонения для модулей упругости и потерь должны быть представлены с точностью до двух значащих цифр.

Если метод испытания позволяет выполнять измерения в диапазоне амплитуд деформаций, представляют результаты в виде графика зависимости модуля упругости от амплитуды деформации.

Также строят графики зависимости значений модуля упругости и потерь от температуры при разных частотах или графики зависимости значений модуля упругости и потерь от частоты при разных температурах в логарифмическом масштабе для осей, модулей и частот.

11 Прецизионность

Прецизионность описана в соответствующих частях настоящего стандарта.

12 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:

• ссылку на соответствующую часть настоящего стандарта:

• все данные, необходимые для полной идентификации испытуемого вещества (включая тип. источник. код эааода-изготовителя. форму поставки и предысторию, если они известны);

• для листовых материалов — толщину листа и, если применимо, направление основных осей образцов относительно листа:

• дату проведения испытания;

• форму и габаритные размеры образцов:

• способ подготовки образцов;

• данные о кондиционировании образцов:

• количество испытуемых образцов;

• данные об атмосфере испытания, если используется газ. отличный от воздуха;

• описание оборудования, используемого для испытания;

• температурную программу испытания, включая начальное и конечное значения температуры, скорость линейного изменения температуры или величину и продолжительность температурных ступеней;

• графики зависимости модулей упругости и потерь от температуры или частоты;

• если возможно, график зависимости модуля упругости от амплитуды динамической деформации при одном значении частоты.

Резонансные кривые

А.1 При воздействии на механически инертную вязкоупругую систему колебательной нагрузки с изменяющейся частотой и постоянной амплитудой система демонстрирует свойства однократного резонанса или поспе-доватегъно-параллельного (многократного) резонанса. Это может быть описано с использованием амплитуды деформации 0А или амплитуды скорости деформации Ад системы.

А.2 В испытаниях на колебания резонансные свойства обычно представляются в виде графиков зависимости амплитуды деформации Оа системы от частоты f. Характеристики данного типа резонанса 0А(/) представлены а А.2.1—А.2.4.

А.2.1 Для колебаний первого порядка при низких частотах 0А стремится к ограниченному астатическому» значению амплитуды °А0 (Г= 0). а при высоких частотах — к постоянному наклону -2 (-40 дБ/разряд) при построении графиков с применением одинаковой логарифмической шкалы вдоль обеих осей (рисунок А.1).

Кривые, построенные как функции 1 — амплитуды деформации Од от частоты f и 2 — амплитуды скорости деформации ЯА от частоты для колебаний первого порядка. Графики построены с логарифмическим масштабом по обеим осям с учетом коэффициента потерь tg& = 0.6. и Ядм — резонансные амплитуды. Год и Г,р — частоты соответствующих пиков и /п — собственная частота (частота пика без затухания, при Ign = 0); а — наклон +1. Ь — наклон -2. с — наклон -1

Рисунок А.1 — Резонансные кривые

А.2.2 Резонансная частота Год при амплитуде пика DAM отличается от собственной частоты /„ (этой же системы. но без затухания). Последний параметр определяет значение составляющей упругости М4 комплексного модуля. Следовательно. М’может быть определен из кривых 0А(Г) только приблизительно.

А.2.3 Для ряда порядков колебаний / резонансные амплитуды Одм, значительно снижаются, приблизительно пропорционально (/д,)’2 (рисунок А.2).

Сплошная линия — отдельные порядки/8 1. 2,3.пунктирная линия — сумма отдельных порядков (кривая многократного резонанса); — собственная частота для колебаний первого порядка: а — наклон -2

Рисунок А.2 — Резонансные кривые, построенные как функции ст значений амплитуды деформации Од порядка колебаний / = 1. 2. 3 для колеблющегося на изгиб образца с обоими свободными концами и для tgS = 0.1

А.2.4 Существует сложное выражение, связывающее ширину резонансного пика Д( и ОА(0. из которого может быть приблизительно найден тангенс утла механических потерь 1дй {см. таблицу А1).

А.З Резонансные кривые могут также быть представлены в виде графиков амплитуды скорости деформации Яд(0- В сравнении с графиком 0А(/), описанным выше, этот вариант имеет множество преимуществ: см. А.3.1—А.3.4.

А.3.1 Для колебаний первого порядка при построении графика с использованием одинаковых логарифмических шкал вдоль обеих осей резонансная кривая RA(Q является симметричной по форме и стремится к значениям наклона плюс 1 и минус 1 (1 20 дБ/дек) при низких и высоких частотах.

А.3.2 Резонансная частота fa при амплитуде пика R^ совпадает с собственной частотой /п. Это дает точную формулу для упругой составляющей М’ комплексного модуля (см. примечание 3 к определению 3.12).

А.3.3 Для ряда порядков колебаний резонансная амплитуда RM|| уменьшается пропорционально только

Это дает значительно более широкий диапазон порядков колебаний (рисунок А.З) и лучшее разрешение для высших порядков (/ > 1) для высокодемпфирующих материалов (рисунок А.4).

А.3.4 Простая зависимость между шириной резонансного пика д( и коэффициентом механических потерь является точной (см. таблицу А. 1 и 3.13).

Таблица А.1 — Уравнения, включающие резонанс деформации Од(/) и резонанс скорости деформации RA(/) (первый порядок колебаний)

Уравнения

Амплитуда деформации 0А

Амплитуда скорости деформации RA

Уравнение резонансной кривой, где х = Wn

KJ t-v6

4

1 ra ) ig2s

Собственная частота, где MV, f*

<1=’Ro(l-^t92sj ^

Окончание таблицы А. 1

Уравнения

Амплитуда деформации 0А

Амплитуда скорости деформации ffA

Ширина Af и Д/2. где а — относительное снижение амплитуды (затухание)

2,9а‘“г-’)7

‘л

Рекомендуемое значение a – {*3 дБ), т. е. (а2 -1 )1/2 = 1. В этом случае ДГ часто называют полушириной.

А.4 Для большинства типов измерительного оборудования регистрируются амплитуды скорости деформации. поскольку в них установлены вибродатчики индукционного типа. {Амплигуды деформации измеряются с применением систем с несущей частотой.)

А5 Как видно из уравнений, приведенных в таблице А. 1. отличиями в зависимостях для деформационных резонансных кривых и резонансных кривых схоросги деформации можно пренебречь при коэффициенте потерь s 0.1.

Рисунок А.3 — Резонансные кривые, аналогично рисунку А.2, но построенные как функция амплитуды скорости деформации Ra (а — наклон -1)

Рисунок А.4 — Кривые многократного резонанса, аналогично рисункам А.2 и А.З. при tgo = 0.6

Отклонения от линейной динамики

На рисунке В.1 показаны полулогарифмические графики зависимости амплитуды свободно затухающих колебаний XQ or времени I. Такие графики обеспечивают хорошую проверку линейности демпфирующих свойств. Начальные амплитуды за пределами диапазона линейного поведения испытуемого материала демонстрируют сверхэкспоненциальное затухание (график на рисунке Б.1 обозначен крестиками). Подобное поведение наблюдается. если демпфирование образца является крайне низким и влияние на затухание колебательной системы окружающего воздуха становится значимым. Точки, обозначенные треугольниками, дают кривую с противоположным изгибом, которая стремится к линейной зависимости амплитуды от времени вместо экспоненциальной. График такого типа указывает на трение между движущимися и неподвижными частями устройства. Оба типа отклонений от линейного вязкоупругого поведения могут быть обнаружены только при измерениях свободно затухающих колебаний. При вынужденных колебаниях генерируются лишь крайне слабые ангармонические деформации.

} — линейное вязкоупругое поведение с экспоненциальным затуханием.

2 — нелинейное вязкоупругое поведение {начальное сеерхэкспоиеициальное затухание):

3 — трение между движущимися и неподвижными частями (линейное затухание)

Рисунок В.1 — Логарифм амплитуды свободно затухающих колебаний Xq в зависимости от времени I

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Таблица ДА.1

Обозначение ссылочною национального.

межгосударственного стандарта

Степень

соответствия

Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта

ГОСТ Р 000001—2015

MOD

И СО 6721-2:2008 «Пластмассы. Определение механических свойств при динамическом нагружении. Часть 2. Метод крутильного маятника»

ГОСТ 33345—2015

MOD

ИСО 1268*1:2001 «Волок ни гы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 1. Общие условия»

ГОСТ 33346—2015

MOD

ИСО 1268-2:2001 «Волок ни гы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 2. Контактное формование и формообразование напылением»

ГОСТ 33347—2015

MOD

ИСО 1268-3:2000 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 3. Прямое прессование мокрым методом»

ГОСТ 33348—2015

MOD

ИСО 1268-4:2005 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 4. Формование препрегов»

ГОСТ 33349—2015

MOD

ИСО 1268-5:2001 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 5. Намотка нити»

ГОСТ 33371—2015

MOD

ИСО 1268-6:2002 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 6. Получение одноосноориентированного волокнистого пластика путем прессования»

ГОСТ 33350-2015

MOD

ИСО 1268-7:2001 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 7. Литьевое прессование смол»

ГОСТ 33367.8—2015

MOD

ИСО 1268-8:2004 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть В. Прямое прессование листового формовочного материала (SMC) и сгеклонаполненной композиции (ВМС)»

ГОСТ 33372—2015

MOD

ИСО 1268-9:2003 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 9. Прямое прессование GMT/STC»

ГОСТ 33351—2015

MOD

ИСО 1268-10:2005 «Волокнигы. Методы приготовления плит для испытаний. Часть 10. Литьевое формование сгеклонаполненной композиции для прессования (ВМС) и других длинноволокнистых пресс-композиций. Общие принципы и формование универсальных испытательных образцов»

ГОСТ 12015-66

NEO

ИСО 295-74 «Пластмассы. Изготовление образцов из термореак-гиеных материалов методом прямого прессования»

ГОСТ 12019-66

NEO

ИОО 293:1986 «Пластмассы. Образцы для испытаний из термопла-стичных материалов, иэготовлеюые методом прямого прессования». ИСО 294-3:2002 «Пластмассы. Питье под давлением образцов для испытаний термопластичных материалов. Часть 3. Пластины небольших размеров»

ГОСТ 12423—2013

MOD

ИСО 291:2008 «Пластмаосы. Стандартные атмосферы для кондиционирования и испытания»

ГОСТ 17035-86

NEO

ИСО 4593-79 «Пластмассы. Пленка и листы. Определение толщины механическим сканированием»

Окончание таблицы ДА. 1

Обозначение ссылочного

национального.

межгосударственного стандарта

Стелена

соответствия

Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта

ГОСТ 26277-84

NEQ

ИСО 2818:1994 «Пластмассы. Приготовление образцов для испытаний с помощью механической обработки»

Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов:

MOD — модифицированные стандарты:

NEQ — неэквивалентные стандарты.

УДК 678.017:006.354 ОКС 83.080.01 MOD

Ключевые слова: пластмассы, динамическое нагружение, принципы, композитные материалы

Редактор В.М. Костылева Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Е.Р. Ароян Компьютерная верстха Ю.В. Поповой

Подписано а печать 25.02.2016. Формат 60 « 84 Vg Гарнитура Ариал. Уел. печ. л. 2.79.

ИД «Юриспруденция». 115419. Москва, ул. Орджоникидзе. 11 www-iurisiidaLru. e-mail: , тел. (49S) 979-7028, 926-7525

Издано и отпечатано во . 123995 Москва. Гранатный пер.. 4.

Николай Иванов

Эксперт по стандартизации и метрологии! Разрешительная и нормативная документация.

Оцените автора
Все-ГОСТЫ РУ
Добавить комментарий