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ISO 3386 壓縮應力值

軟質發泡材壓縮應力/應變特性 – ISO 3386-1 & ISO 3386-2

ISO 3386 標準制定了一套低密度彈性多孔材料壓縮應力應變特徵(壓縮應力值)的測定方法。ISO 3386-1 適用於密度250 kg/m3的軟質發泡材, ISO 3386-2 主要適用於密度超過 250 kg/m3 的高密度彈性發泡材(泡棉橡膠)。

壓縮應力值是指在規定的環境條件下,軟質發泡材試樣(標準尺寸)在全表面壓縮(初始高度的 65%、40% 和 25%)下所呈現的抗壓強度。 壓縮應力值以千帕(kPa = 10³N/m²)表示。壓縮應力值愈高,則表示愈堅固。

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適用於軟質發泡材壓縮應力值的標準

測定壓縮應力值的國際標準有標準 ISO 3386-1 和 ISO 3386-2ASTM D3574 試驗 C

汽車產業中,還有其他測試方法在單獨的廠家標準中被定義出:

  • BMW QV 52009-1
  • Daimler DBL 5452
  • General Motors GMW 15471, General Motors GME-GMI 60283-8
  • PSA D 41003, PSA D 411541
  • Renault N° 1002, Renault N° 1541
  • Toyota TSM 7100 G Section 4.2
  • Volkswagen PV 3410

在某些情況下,這些方法在測試程序和具體測試結果方面存在差異,因此無法直接比較不同方法之間的結果。

符合 ISO 3386 標準的試樣

  • 根據 ISO 3386-1 的標準化試樣必須為一個橫截面為正方形的長方體,最小寬度或直徑/厚度比為 2:1。首選厚度為 50 +/- 1 mm,且不得小於 10 mm。測試試樣的表面積不得小於 2,500 mm²。
  • 然而,ISO 3386-2 標準中定義不允許使用圓柱形試樣。針對符合 ISO 3386-2 的標準化試樣,待加載的正方形表面邊長必須達 40 mm 以上,寬度與厚度比須為 4:1。

ISO 3386 測試及測試設備

壓縮應力值是指軟質發泡材標準試樣在壓縮測試中測定的材料特性。 測試期間,軟質發泡材的變形行為在精確定義的條件下進行測量,並顯示於應力應變圖中。

進行測試:

  • 對於根據 ISO 3386 進行的測試,描述了整個試樣表面的壓縮應力。壓縮壓頭大於待測試樣閉孔發泡材需要在壓縮板上開 6.5 mm 通風孔,以防止形成氣墊。
  • 一般來說,這項測試包括用於調節試樣的三個預載循環,和後續用於測定特徵值的一個測量循環。 在第一個預載循環開始時,由試驗機直接測定試樣的初始高度。
  • 在此條件下,試樣的變形行為相對複雜。多孔結構的橫向移動與剪切應力發生在靠近側切割面;而在試樣的中心處則主要發生純壓縮變形。正因如此,無法有效對自不同尺寸的試樣採用此測試方法所測得的測試結果進行對比。然而,在 ISO 2439(壓痕硬度)的情況下,因為壓頭比試樣小,故不影響切割邊緣。 因此,在試樣尺寸夠大的情況下,壓痕硬度就成為一個與尺寸無關、具再現性的特徵值,非常適合當作品質保證的指標,因此具有根據 ISO 3386 測量壓縮應力值的的優勢。

ISO 3386 - 特徵值

在第四個週期(測量週期)後,在定義的變形(Fxx)下讀取以牛頓為單位的力。該結果

  • 壓縮應力應變特徵 Ccxx適用於任何所需的變形百分比(以千帕為單位):Cxx = 1,000 * Fxx/A
  • 和變形 40% CV40 時的壓縮應力值,千帕為單位(僅適用於 ISO 3386-1):CV40 = 1,000 * F40/A
    A:試樣表面為 mm2

RenaultPSA集團採用的方法為例外。 測試總共為五個測試循環,對其中的第一個和最後一個循環進行評估。 為了增加位移量測的準確度,該標準還要求對試驗機變形進行補償修正。 此修正功能為所有ZwickRoell材料試驗機的標配功能。

透過將 ZwickRoell 精密天秤整合到 testXpert 測試軟體中,即可將總密度測量流程(ISO 845 和 ASTM D3574 試驗 A)整合到測試序列中。

ISO 3386 - 特殊測試技術要求

ZwickRoell 提供全面的產品組合,可根據 ISO 3386-1 及 ISO 3386-2 測定壓縮應力值:

  • zwickiLine 系列萬能試驗機是試樣標準測試方法的理想選擇,有四種不同的負載範圍(0.5 / 1 / 2.5 / 5 kN)和三種負載框架高度可供選擇。
  • ProLine 系列通用試驗機既可進行組件測試,又可安裝寬度達 400 毫米的壓縮壓板,可進行試驗力更大的測試。

根據 ISO 3386 的要求測量壓縮應力應變特徵時,對測試技術的特殊要求如下:

  • 機器形變校正:負載框架與力感測器顯示出固有變形; 意即壓縮板距離實際上大於指定值。 固有形變可透過 ZwickRoell testXpert 測試軟體記錄,並用於校正。 於測試期間,校正必須在線上進行,以確保在維持時間內的正確壓縮板距離。
  • 特殊軟體功能,包括記錄和計算試樣厚度、預先計算壓縮百分比、處理兩個路徑零點和兩個試樣厚度(如需要)、符合標準的結果計算,以及出具確保符合標準的測試報告。

您是否希望根據 ISO 3386 執行符合標準的測試,或對軟質發泡材及我們的試驗機有任何疑問?

我們的塑膠產業專家可隨時為您提供建議。

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根據 ISO 3386 壓縮應力值的常見問答

壓縮應力-應變值,也稱為壓縮應力值,是指在特定環境條件下對定義的試樣施加定義的全表面壓縮時的抗壓性能。

ISO 2439 壓痕硬度ISO 3386 壓縮應力值都是使用相同測試方法,兩者間的主要差異在改變試樣尺寸後,測量值的再現性也不同。 如果試樣夠大,ISO 2439 表示了與尺寸無關且可重現的特徵值,這非常適用於品保-因為使用小於試樣的壓頭消除了切割面的影響。另一方面,採用符合 ISO 3386 的全表面壓縮時,表面結構的橫向運動以及相應的剪切發生在橫向切割表面附近,而純壓縮變形在中心則占主導地位。正因如此,無法對採用此測試方法測得的不同尺寸試樣的測試結果進行有效對比。

ISO 3386-1 測定的是密度高達 250 kg/m3 軟質發泡材的壓縮應力值,而 ISO 3386-2 主要針對的是密度超過 250 kg/m3 高密度彈性發泡材(泡棉橡膠)。除了在 ISO 3386-1 和 ISO 3386-2 中測定的壓縮應力-應變值之外,ISO 3386-1 中還測定了壓縮應力值。ISO 3386-2 要求的測試速度低於 ISO 3386-1。

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