ГОСТ 34370-2017 (ISO 527-1:2012). Межгосударственный стандарт. Пластмассы. Определение механических свойств при растяжении. Часть 1. Общие принципы

5 Аппаратура

 

5.1 Испытательная машина

5.1.1 Общие положения

Испытательная машина должна соответствовать требованиям ГОСТ 28840 и требованиям, установленным в 5.1.2 - 5.1.6 настоящего стандарта.

5.1.2 Скорость испытания

Испытательная машина должна обеспечивать скорость испытания, указанную в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Рекомендуемые скорости испытания

 

Скорость испытания, v, мм/мин	Допустимое отклонение, %
0,125	+/- 20
0,250
0,500
1,000
2,000 (2,500)
5,000
10,000
20,000 (25,000)	+/- 10
50,000
100,000
200,000 (250,000)
300,000
500,000

 

5.1.3 Зажимы

Зажимы для закрепления образца должны быть присоединены к испытательной машине так, чтобы продольная ось образца совпадала с направлением растяжения.

Образец закрепляют так, чтобы предотвратить его скольжение относительно губок зажимов. Зажимы не должны вызывать преждевременное разрушение образца в местах крепления или проскальзывание образца в зажимах.

При определении модуля упругости при растяжении важно, чтобы скорость деформирования была постоянной и не изменялась, например за счет движения губок зажимов. Это особенно важно при использовании клиновых зажимов.

Примечание - Для выравнивания (см. 9.3) и правильной установки образца в зажимах, а также для исключения изогнутого начального участка на кривой "напряжение - относительное удлинение" может потребоваться предварительное нагружение образца для испытания (см. 9.4).

 

5.1.4 Система измерения нагрузки

Система измерения нагрузки должна соответствовать классу 1 в соответствии с ГОСТ 28840. Измерение нагрузки осуществляют с погрешностью не более 1% измеряемой величины.

Индикатор нагрузки должен показывать суммарную растягивающую нагрузку на образец и не иметь инерционного запаздывания при заданной скорости испытания.

5.1.5 Система измерения относительного удлинения

5.1.5.1 Экстензометры

Экстензометры контактного типа для определения расчетной длины испытуемого образца, соответствующие требованиям стандарта [1] класс 1 во всем диапазоне измерения, или экстензометры других типов, обеспечивающих измерение с погрешностью не более 1% измеряемой величины.

Экстензометр должен обеспечивать измерение изменения расчетной длины образца в любой момент испытания. Рекомендуется использовать приборы с автоматической регистрацией изменения расчетной длины образца. Прибор не должен иметь инерционного запаздывания при установленной скорости испытания.

Экстензометры контактного типа закрепляют непосредственно на испытуемом образце таким образом, чтобы исключить возможные повреждения и деформацию образца, а также проскальзывание между экстензометром и образцом.

Для точного определения модуля упругости при растяжении E_t следует использовать прибор, обеспечивающий погрешность измерения изменения расчетной длины не более 1% в заданном интервале. При использовании образцов типа 1A с расчетной длиной 75 мм это соответствует абсолютной погрешности +/- 1,5 мкм. Для меньших расчетных длин требования к абсолютной погрешности другие, см. рисунок 2.

Примечание - В зависимости от используемой расчетной длины требование к погрешности измерения прибора, составляющее 1%, выражается в различных значениях абсолютной погрешности при измерении удлинения в пределах расчетной длины. Для образцов малого размера подходящие экстензометры с требуемой абсолютной погрешностью измерения могут отсутствовать (см. рисунок 2).

 

 

Рисунок 2 - Требования к абсолютной погрешности

экстензометров при определении модуля упругости на образцах

с различной расчетной длиной, предполагаемая относительная

погрешность - 1%

 

Часто используют оптические экстензометры, которые записывают удлинение (относительное удлинение), снятое с одной из более широких поверхностей образца. При таком методе определения необходимо обеспечить, чтобы при небольших удлинениях (относительных удлинениях) не происходило искажений из-за искривления образца, которое может возникнуть даже при незначительном несовпадении осей и первоначальном перекосе образца. В результате этого может возникнуть разность деформаций между противоположными поверхностями образца. Рекомендуется использовать методы измерения, которые усредняют деформацию на противоположных поверхностях образца. Это важно при определении модуля упругости и в меньшей степени при измерении больших удлинений (относительных удлинений).

5.1.5.2 Тензодатчики

Возможно использование тензодатчиков продольного удлинения (относительного удлинения) с погрешностью измерения в заданном интервале не более 1% от измеряемой величины.

Тип тензодатчика, метод подготовки поверхности образца и, если требуется, клеящие вещества для крепления тензодатчика следует выбирать так, чтобы они не влияли на соответствующие характеристики испытуемого материала.

5.1.6 Регистрация данных

5.1.6.1 Общие положения

Частота сбора необходимых данных (нагрузка, удлинение) должна быть достаточно высокой, чтобы удовлетворять требованиям точности.

Примечание - Данный параметр важен при использовании специального программного обеспечения при испытаниях.

 

5.1.6.2 Регистрация данных по относительному удлинению

Частота сбора данных по относительному удлинению для их регистрации зависит от:

- v, скорости испытания, мм/мин;

- L₀/L, соотношения между расчетной длиной и начальным расстоянием между зажимами;

- r, минимального разрешения, мм, сигнала относительного удлинения, необходимого для получения точных данных. Обычно оно составляет половину от значения точности или выше.

Минимальную частоту сбора данных f_min, в Гц, необходимую для интегральной передачи с датчика на индикатор, рассчитывают по формуле

 

. (1)

 

Частота регистрации данных испытательной машины должна быть равна скорости получения данных f_min.

5.1.6.3 Регистрация данных по нагрузке

Требуемая скорость регистрации данных зависит от скорости испытания, диапазона относительных удлинений, точности и расстояния между зажимами. Модуль упругости, скорость испытания и расстояние между зажимами определяют скорость увеличения нагрузки. Отношение скорости увеличения нагрузки к требуемой точности определяет частоту регистрации данных.

Скорость увеличения нагрузки задается уравнением

 

, (2)

 

где E - модуль упругости, МПа;

A - площадь поперечного сечения образца, мм²;

v - скорость испытания, мм/мин;

L - расстояние между зажимами, мм.

Для определения требований к точности используют разность нагрузок в диапазоне определения модуля упругости таким же образом, как для экстензометра. Применяют следующие формулы, допуская, что соответствующая нагрузка будет определена с точностью до 1%.

Разность нагрузок в диапазоне модулей

 

. (3)

 

Точность (половина от 1%)

 

. (4)

 

Частота регистрации

 

. (5)

 

Пример - При v = 1 мм/мин, и L = 115 мм найдена частота регистрации f_force = 14,5 Гц.

5.2 Устройства для измерения ширины и толщины образцов

См. ГОСТ 33694, ГОСТ ISO 23529, ГОСТ 11262, ГОСТ 14236 и ГОСТ 32656 в зависимости от испытуемого материала.