ГОСТ 10952-75 Резина. Методы определения усталостной выносливости при знакопеременном изгибе с вращением

Область применения

Настоящий стандарт распространяется на резину с твердостью 30–90 единиц по Шору А и устанавливает методы определения усталостной выносливости при знакопеременном изгибе с вращением.

Сущность методов заключается во вращении изогнутого под определенным углом образца до его разрушения:

• метод А — при заданной температуре на поверхности образца;
• метод Б — при температуре саморазогрева.

Стандарт предназначен для сравнительной оценки выносливости резин при циклическом изгибе и для построения зависимостей между деформацией, температурой и числом циклов до разрушения.

Типы образцов и отбор проб

Заготовки нарезают из невулканизованного шнура:

• круглого сечения диаметром 13–14 мм;
• или квадратного сечения со стороной 12–13 мм.

Длина заготовок перед вулканизацией — 59–60 мм. Заготовки вулканизуют в пресс-формах.

Типы образцов

Стандарт предусматривает образцы типов 1 и 2. Для метода Б рекомендуется применять образцы типа 2. Размеры после вулканизации не контролируют, а предельные отклонения относятся к пресс-форме.

На рабочем участке образца не должно быть пор, порезов, включений и других дефектов. Количество испытуемых образцов должно быть не менее 12.

Аппаратура и параметры испытания

Для проведения испытаний применяют прибор, который должен обеспечивать:

• чистый изгиб образца с номинальной амплитудой деформации растяжения на поверхности от 10 до 30 % для образцов типа 1;
• погрешность задания деформации не более ±3 % от задаваемой величины;
• интервал изменения амплитуды деформации не более 2,5 %;
• частоту деформации (2800 ± 200) мин⁻¹;
• температуру в камере от 50 до 150 °C с погрешностью не более ±2,0 °C;
• измерение температуры поверхности образца с погрешностью не более ±2,0 °C;
• измерение количества циклов до разрушения;
• испытание нескольких образцов одновременно.

Номинальная амплитуда деформации

Номинальную амплитуду деформации поверхностного слоя образца при чистом изгибе определяют расчетно. На приборе должны быть указаны номинальные амплитуды деформации для образца с диаметром рабочего участка 8 мм.

Для образца диаметром рабочего участка 10 мм амплитуду деформации вычисляют пересчетом от шкалы прибора для 8-миллиметрового образца. Фактические деформации и их распределение вдоль образца могут отличаться от номинальных из-за геометрической нелинейности и нежесткого крепления концов.

Основные параметры испытаний

Методы испытаний

Метод А

Перед испытанием устанавливают заданную температуру на поверхности образца. Эта температура при заданной деформации зависит от состава резины и температуры в камере.

Образцы закрепляют в зажимах, устанавливают заданную деформацию, включают прибор и проводят испытание до разрушения. За разрушение принимают разделение образца на две части.

Температура поверхности образца измеряют:

• через 10–15 мин в течение первого часа;
• затем через каждые 2 ч.

Измерение температуры начинают не позднее чем через 2 с после остановки образца. Отклонения температуры между образцами не должны превышать ±2,5 °C. При необходимости корректируют температуру в камере.

Метод Б

При методе Б образцы также закрепляют в зажимах, устанавливают на заданную деформацию и проводят испытание до разрушения. Испытание выполняют при температуре саморазогрева образца.

Температуру поверхности измеряют:

• через (30 ± 0,1) мин;
• через (60 ± 0,1) мин;
• далее через каждые 2 ч.

В протокол записывают установившееся значение температуры. Если требуется испытание при повышенной температуре окружающей среды, в камере предварительно устанавливают заданную температуру и далее работают по той же схеме.

Контроль во время испытания

• не допускается выползание образцов из зажимов;
• контроль положения образцов выполняют визуально;
• после разрушения записывают показания счетчика и вычисляют число циклов до разрушения.

Условные обозначения и расчетные показатели

Основным показателем служит число циклов до разрушения образца. При испытании дополнительно фиксируют:

• амплитуду деформации;
• температуру на поверхности образца;
• температуру в камере.

Для общей характеристики усталости резин стандарт допускает определять коэффициенты усталостной выносливости, характеризующие чувствительность выносливости к изменению:

• деформации;
• условного напряжения;
• истинного напряжения;
• удельной энергии цикла.

Для расчета этих показателей используют экспериментальные зависимости усталостной выносливости от величины деформации при заданной температуре поверхности образца. Динамический модуль для соответствующих деформаций и температур определяют по ГОСТ 10828-75.

Обработка результатов

Показателем усталостной выносливости при знакопеременном изгибе с вращением является число циклов до разрушения образца. За результат испытания принимают среднее арифметическое показателей не менее чем по 12 образцам.

При необходимости дополнительно указывают коэффициент вариации. Результаты испытаний, полученные:

• на разных типах образцов;
• разными методами;

между собой не сопоставимы.

Рекомендации по выбору деформации

Для получения зависимости усталостной выносливости от деформации испытания рекомендуется начинать с наибольших деформаций. Деформации подбирают методом пробных испытаний так, чтобы среднее значение усталостной выносливости:

• при максимальной деформации было не менее 160 × 10³ циклов;
• при минимальной деформации — не менее 10⁶ циклов.

Правила оформления протокола испытаний

Результаты испытаний записывают в протокол, который должен содержать:

• обозначение резины;
• тип образца;
• метод проведения испытания;
• амплитуду деформации;
• температуру на поверхности каждого образца и в камере;
• результаты испытания каждого образца и среднее значение;
• дату испытания;
• обозначение настоящего стандарта.

Подготовка температуры поверхности образца

В справочном приложении приведена методика установки заданной температуры на поверхности образцов. Для этого пробный образец закрепляют в зажимах, задают деформацию, включают прибор и через 10–15 мин измеряют температуру поверхности.

Если температура ниже заданной на определенную величину, включают нагреватели и в камере устанавливают температуру, превышающую комнатную на ту же величину. Операцию повторяют до получения требуемой температуры на поверхности образца. После подбора режима пробный образец снимают и устанавливают новые образцы для основного испытания.

Маркировка, хранение и специальные указания

Стандарт не устанавливает требований к маркировке, упаковке, транспортированию или хранению резиновых изделий как готовой продукции. Документ регламентирует именно лабораторный метод испытания образцов резины на усталостную выносливость.

Критически важно соблюдать сроки начала испытаний после вулканизации, параметры деформации, температурный режим и единый тип образцов в рамках одной серии испытаний.

Ссылочные нормативные документы