化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)拉伸試驗(yàn)要求詳解
閱讀：30 發(fā)布時間：2025-6-6
橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的拉伸試驗(yàn)是評估橡膠材料力學(xué)性能的關(guān)鍵測試，通常遵循國際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO37、ASTMD412）或國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T528）。要獲得準(zhǔn)確可靠的結(jié)果，需要滿足一系列嚴(yán)格的要求。以下馥勒儀器小編來和大家一起了解其關(guān)鍵要求概述：
一、試驗(yàn)?zāi)康?/span>
測定橡膠材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、定伸應(yīng)力（如100%、200%、300%定伸應(yīng)力）、屈服點(diǎn)應(yīng)力/應(yīng)變等性能參數(shù)。
評估材料的彈性、韌性、均勻性、質(zhì)量穩(wěn)定性。
為產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量控制、材料選擇、研發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。
二、主要試驗(yàn)要求
1.試驗(yàn)設(shè)備（拉力試驗(yàn)機(jī)）要求：
精度等級：通常要求1級或更高精度（如ISO7500-1,ASTME4）。力值測量精度應(yīng)在±1%以內(nèi)。
力值范圍：應(yīng)覆蓋預(yù)期最大拉斷力（拉伸強(qiáng)度）。選擇合適的量程（建議在量程的20%-80%范圍內(nèi)使用）。
夾具：
類型：必須能牢固夾持試樣而不發(fā)生打滑、夾斷或產(chǎn)生異常的應(yīng)力集中。
氣動夾具：夾持力均勻可調(diào)，常用且推薦。
機(jī)械夾具（楔形/螺旋）：需確保夾持力足夠且均勻。
對中：上下夾具必須精確對中，確保拉伸方向與試樣軸線一致。
夾持面：應(yīng)平整、平行，通常有齒紋或特殊涂層（如金剛砂）以增加摩擦力。對于薄或軟的試樣，可能需要加襯墊（如細(xì)砂紙、橡膠片）防止夾傷。
位移/伸長測量：
精度：通常要求±1%或更高（如ISO9513）。
方式：
引伸計：最準(zhǔn)確且強(qiáng)烈推薦，尤其是測量模量、屈服點(diǎn)、小變形定伸應(yīng)力和精確斷裂伸長率時。需根據(jù)試樣尺寸和預(yù)期伸長率選擇合適的量程和夾持方式（接觸式或非接觸式如視頻引伸計）。測試中需防止試樣打滑影響引伸計讀數(shù)。
十字頭位移：精度較低，易受夾具打滑、試樣標(biāo)距外變形等因素影響，僅能粗略估算斷裂伸長率，不能用于計算模量和定伸應(yīng)力。使用前需驗(yàn)證標(biāo)距外變形的影響。
速度控制：能以恒定速度移動橫梁，速度均勻性符合標(biāo)準(zhǔn)要求。速度范圍需滿足測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（橡膠測試常用速度：50mm/min,100mm/min,200mm/min,500mm/min）。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：能實(shí)時、準(zhǔn)確地采集力值和位移/伸長數(shù)據(jù)，采樣頻率足夠高以捕捉曲線細(xì)節(jié)（如屈服點(diǎn)）。
2.試樣要求：
類型：
啞鈴狀試樣：常用（ISO37Type1,2；ASTMD412DieC,D）。具有狹窄的平行部分，斷裂通常發(fā)生在該區(qū)域，結(jié)果受邊緣效應(yīng)影響小。
直條狀試樣：較少用（ASTMD412DieA,B），易在夾持處斷裂，結(jié)果可能偏差較大。僅在無法制備啞鈴狀試樣時使用。
環(huán)狀試樣：用于某些特定測試（如ASTMD412用于薄片）。
制備：
裁刀：必須使用符合標(biāo)準(zhǔn)幾何尺寸和公差要求的鋒利裁刀（ISO23529,ASTMD3182）。鈍刀會導(dǎo)致試樣邊緣撕裂或微裂紋，嚴(yán)重影響結(jié)果。
方向性：需注明試樣裁取方向（平行于壓延/擠出方向或垂直于方向），尤其是材料存在各向異性時。
厚度：標(biāo)準(zhǔn)通常規(guī)定厚度范圍（如啞鈴狀試樣通常1.0mm-4.0mm）。過厚或過薄可能導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確或夾持困難。需使用測厚儀多點(diǎn)測量厚度（至少三點(diǎn)），取平均值用于計算。
外觀：無氣泡、雜質(zhì)、機(jī)械損傷、毛刺。邊緣應(yīng)光滑無缺口。
標(biāo)記標(biāo)距線：在啞鈴狀試樣平行部分中央，用非損傷性方法（如墨水筆、打點(diǎn)器）標(biāo)記兩條平行的標(biāo)距線（標(biāo)距通常為20mm或25mm），用于斷裂伸長率測量（若未使用引伸計且依賴標(biāo)距線讀數(shù)）。
3.試驗(yàn)條件要求：
環(huán)境溫度：標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度通常為23±2°C(73.4±3.6°F)（ISO,GB/T）或23±2°C/73.4±3.6°F（ASTM）。某些標(biāo)準(zhǔn)可能有特定要求。
環(huán)境濕度：通常為50±10%RH。對濕度敏感材料需嚴(yán)格控制。
試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)：試樣在測試前應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫濕度下調(diào)節(jié)足夠時間（通常≥16小時），以達(dá)到溫濕平衡。
測試溫度：除非另有規(guī)定，一般在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下進(jìn)行。高溫或低溫拉伸需要恒溫箱。
4.試驗(yàn)程序要求：
夾具間距：根據(jù)試樣類型和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定初始夾具間距（啞鈴狀試樣通常指平行部分的長度）。
夾持試樣：小心操作，確保試樣在夾具中垂直、對中、無扭曲。施加均勻且足夠的夾持力防止打滑，但避免過大導(dǎo)致夾持處過早破壞。
安裝引伸計：如需使用引伸計，應(yīng)按照制造商的說明小心安裝到試樣的平行部分標(biāo)距上，確保不損傷試樣且不會引入額外應(yīng)力或打滑。
設(shè)定拉伸速度：根據(jù)相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)或測試目的選擇合適的恒定拉伸速度（如500±50mm/min常用于硫化橡膠的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率測試）。速度對結(jié)果影響很大，必須嚴(yán)格控制。
啟動測試：啟動試驗(yàn)機(jī)，以恒定速度拉伸試樣直至斷裂。
數(shù)據(jù)記錄：實(shí)時記錄力-位移/力-伸長曲線。注意觀察試樣斷裂位置（應(yīng)在平行部分內(nèi)）。
測量斷裂后標(biāo)距：如果使用標(biāo)距線測量斷裂伸長率，需小心將斷裂的兩半試樣拼攏，測量兩標(biāo)距線間的最終距離（精確到0.5mm）。
5.結(jié)果計算與報告要求：
拉伸強(qiáng)度：斷裂時的最大力值除以試樣的原始最小橫截面積（寬度×厚度）。
斷裂伸長率：試樣斷裂時的伸長量（最終標(biāo)距-原始標(biāo)距）除以原始標(biāo)距，乘以100%。
使用引伸計時：直接從力-伸長曲線上讀取斷裂點(diǎn)伸長率。
使用標(biāo)距線時：按5.4測量計算。
定伸應(yīng)力：在規(guī)定的伸長率（如100%、200%、300%）時對應(yīng)的應(yīng)力（力值/原始橫截面積）。必須使用引伸計數(shù)據(jù)計算。
報告內(nèi)容：
依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)（如ISO37,ASTMD412,GB/T528）。
試樣描述（類型、尺寸、來源、方向）。
試樣厚度（平均值）。
試驗(yàn)溫度、濕度。
拉伸速度。
使用的夾具類型。
是否使用引伸計及其類型。
每個試樣的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、定伸應(yīng)力（如要求）。
測試結(jié)果的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差（或范圍）。
試樣斷裂位置（在平行部分內(nèi)、夾持處附近）。
任何偏離標(biāo)準(zhǔn)的情況。
三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
試樣制備是基礎(chǔ)：劣質(zhì)的試樣不可能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。確保裁刀鋒利、符合標(biāo)準(zhǔn)。
夾具選擇和夾持至關(guān)重要：防止打滑和夾傷是保證數(shù)據(jù)有效的前提。
引伸計是精確測量的核心：對于定伸應(yīng)力、模量、精確伸長率，引伸計是必需的。選擇合適的量程和夾持力。
速度控制嚴(yán)格：拉伸速度顯著影響結(jié)果，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)或約定執(zhí)行。
溫濕度控制：橡膠性能對溫濕度敏感，務(wù)必確保狀態(tài)調(diào)節(jié)和測試環(huán)境符合要求。
數(shù)據(jù)處理規(guī)范：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法計算各項(xiàng)性能指標(biāo)。
安全：遵循設(shè)備操作安全規(guī)程，注意斷裂試樣可能的彈射。
四、標(biāo)準(zhǔn)選擇
通用：ISO37,ASTMD412,GB/T528。三者方法類似，細(xì)節(jié)（如試樣類型、速度）略有差異。
高溫/低溫：ISO2285,ASTMD1349。
特定材料或產(chǎn)品：如汽車、密封件、電線電纜等行業(yè)可能有特定標(biāo)準(zhǔn)。
總結(jié)：進(jìn)行橡膠拉力拉伸試驗(yàn)是一個涉及精密設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)試樣、嚴(yán)格環(huán)境和規(guī)范操作的系統(tǒng)性過程。嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（ISO37,ASTMD412,GB/T528等）的各項(xiàng)要求，特別是在試樣制備、夾具選擇、引伸計使用和速度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能獲得可靠、可比和有意義的材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)。在準(zhǔn)備建立測試流程時，務(wù)必根據(jù)產(chǎn)品要求選定具體標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格遵循其所有細(xì)節(jié)規(guī)定。