橡胶材料因其具有良好弹性被广泛运用于各个领域。正因为橡胶制品在我们生活中占据了举足轻重的地位,所以橡胶强度相关的拉伸性能试验就成为了橡胶制品安全检测中重要的一项环节。国家标准对检测橡胶拉伸性能有明确规定,其中试样主要以哑铃状试样为主。
检测橡胶试样拉伸性能就是对拉伸过程橡胶试样应力-应变曲线的研究,试验时按规定的速度启动橡胶拉力试验机,拉伸试样并跟踪记录试样的两项数据:拉力力值和标距变化量。所以用于测试橡胶拉伸性能的橡胶拉力试验机必须满足以下要求:
1、有足够长的夹具移动范围。
由于橡胶在拉伸时变形量很大,尤其是乳胶制品,伸长率有可能高达1000%以上。所以在橡胶试样断裂之前,必须保证夹持器有足够的行程。橡胶标准厚度试样(国标1、2、4型哑铃状试样的厚度为2.0±0.2mm,3型试样的厚度为1.0±0.1mm)断裂时的标距一般都在1米以内;特殊厚度试样,如医用橡胶手套的试样,断裂时标距有可能超过1米。所以夹具间移动范围一般在1米到1.5米之间,这样可以适合各种橡胶试样的拉伸试验。
2、有足够精度的拉力测量和记录装置。
橡胶拉伸不需要很大的力,拉力测量范围不需要很大,但却有一定的精度要求,一般精度为0.01N。 此外,由于检测橡胶拉伸性能需要拉伸过程中的数个拉力值,而拉伸试验又不可重复,所以即时准确记录每个试验段的拉力力值对于试验成败起着非常重要的作用。 装有高精度负荷传感器的橡胶拉力试验机可以精确记录实时的拉力值,并通过电脑程序进行处理,以满足橡胶拉伸试验的要求。
这两个对试验机的要求也是对试验机配套的测量工具——引伸计的要求。
目前橡胶拉伸试验中,应用比较广的引伸计主要有两种:手动夹持式引伸计(接触式)和光栅传感引伸计(接触式)
前者就是在夹持器移动杆边竖直设置一根标尺和两根可在竖直方向上移动的水平标距杆,拉伸试验时,靠目力观察试样上标距的变化,手动控制两根标距杆,使之与试样上的标距同步,同时记录标距杆在标尺上的移动距离。手动测量因为试验人员的目力,手动移动的偏差,导致误差非常明显。
光栅传感引伸计的安装方式和上面所说的手动测量的使用原理是一致的,只是将标尺改成光栅尺,将手动操作改成由试样带动标距杆移动。安装在标距上的传感器适用于金属或标准厚度橡胶试样的拉伸试验,因为拉伸这些试样时的力值较大,带动标距杆移动的力值与之相比很小,虽然会对试样有一定影响,但不足以影响整个试验的成败。
那这些常规引伸计存在哪些问题呢?
首先,精度不够高。不论是夹持式还是光栅式的引伸计,实际影响测量的因素均很难控制在一定范围内,所以总体来看,精度不够高。
其次,容易被损坏。橡胶拉伸到一定程度时,这两种引伸计均有被试样回弹打坏的风险,这种风险概率还不低。
最后,不好测量泊松比。目前很多厂家需要对产品的泊松比进行测量,但传统引伸计只测量单一方向的应变,无法进行泊松比的测量。
基于以上的问题,我们推荐使用LVE视频引伸计来对橡胶拉伸试验进行测量。
图:LVE橡胶拉伸测试现场
LVE视频引伸计精度高达μm级,可同步测量横向和纵向应变,非接触式测量不担心试样对引伸计造成破坏,可自由配置测量幅面,能够适应从小到大的多种试样测量,对于1000%及以上的应变测量,可以支持定制。