Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении

Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении описан в ГОСТ 270-75. Этот стандарт является одним из наиболее широко распространенных методов испытания резин – его используют при разработке новых рецептур резин, при входном контроле качества резиновых смесей, для оценки стабильности качества изготовления резиновых смесей в производственных условиях.

Одной из характерных особенностей резин является возможность их растяжения на сотни процентов. В то же время большинство резиновых деталей работают при деформациях, не превышающих обычно 10-20%. И, тем не менее, существует корреляция между прочностью резин, определяемой при их растяжении до разрыва, и эксплуатационными свойствами резиновых деталей. Это обстоятельство также обусловливает широкое применение метода определения прочности резин при растяжении.

Сущность метода

Испытание заключается в растяжении с постоянной скоростью на разрывной машине резинового образца в виде двусторонней лопатки.

Двухсторонние лопатки

Образцы вырубают из вулканизированных пластин толщиной 1,0±0,2 мм или 2,0±0,2 мм ножами.

Удлинение образца определяют по расстоянию между метками (рабочий участок), нанесенными на узкой части образца, нагрузку определяют по силоизмерителю при заданных удлинениях и при разрыве образца. По результатам измерений рассчитывают условную или истинную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве и напряжения при заданных удлинениях.

Условная прочность представляет собой отношение силы при разрыве образца к площади поперечного сечения образца до растяжения и измеряется в МПа (кгс/см²).

К моменту разрыва образец обычно сильно растянут и поскольку объем резины при растяжении практически не изменяется, фактическая площадь поперечного сечения при разрыве образца существенно меньше первоначальной.

Истинная прочность равна отношению силы при разрыве к фактической площади образца при разрыве, и она больше условной прочности.

Испытания проводят на образцах в виде двусторонних лопаток, поскольку именно такая форма обеспечивает, с одной стороны, удержание образца в зажимах машины за счет его широкой части, и с другой стороны, разрыв именно в рабочем участке, находящемся в узкой части образца. Стандарт предусматривает применение образцов, которые различаются размерами рабочего участка. При испытании резин с большим удлинением при разрыве применяют образцы с узким рабочим участком. В стандарт включены также короткие образцы длиной 35 мм для возможности их вырубки из готовых деталей.

Помимо образцов-лопаток в стандарт включены образцы в виде колец, поскольку они введены в международный стандарт ИСО 37 на метод определения прочности. Кольца имеют внутренний диаметр 44,6±0,05 мм и наружный диаметр 52,6±0,05 мм. Кольца надеваются на два ролика, один из которых опускается с постоянной скоростью, растягивая при этом образец, и принудительно вращается, вращая при этом испытуемое кольцо, которое, в свою очередь, вращает второй ролик. Преимуществом кольцевых образцов является простота измерения их деформации, поскольку она определяется автоматически величиной перемещения подвижного ролика, тогда как деформацию образцов-лопаток измеряют вручную по расстоянию между двумя метками на рабочем участке, что затруднительно и недостаточно точно. Недостатком метода испытания образцов в виде колец является неравномерная деформация по сечению кольца, вследствие чего прочность на кольцевых образцах обычно на 5-15% ниже, чем на лопатках. В стандарт введены малые кольца диаметром 10 мм для заготовки образцов из готовых изделий.