ПЛАСТМАССЫ

МЕТОДИСПЫТАНИЯ НА СТАТИЧЕСКИЙ ИЗГИБ

ГОСТ4648-71

КОМИТЕТСТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Срок действия с 01.01.73.

до 01.01.96

Настоящий стандарт распространяется на неармированные и армированныепластмассы и устанавливает метод испытания на статический изгиб.

Стандарт не распространяетсяна ячеистые пластмассы.

Сущность метода заключаетсяв том, что образец для испытаний, свободно лежащий на двух опорах,кратковременно нагружают в середине между опорами. При этом определяютследующие показатели:

изгибающее напряжение изначение прогиба в момент разрушения для пластмасс, разрушающихся при заданнойвеличине прогиба или до достижения этой величины;

изгибающее напряжение при заданномзначении прогиба для пластмасс, не разрушающихся при заданной величине прогибаили до достижения этой величины;

изгибающее напряжение примаксимальной нагрузке для пластмасс, у которых при заданной величине прогибаили до достижения этой величины нагрузка проходит через максимум;

изгибающее напряжение приразрушении или при максимальной нагрузке, когда прогиб превышает заданноезначение прогиба, если это предусмотрено в нормативно-технической документациина пластмассу (см. справочное приложение 2).

(Измененная редакция, Изм. №2; 3).

1. АППАРАТУРА

1.1. Испытание проводят наиспытательной машине, обеспечивающей равномерную скорость v относительногодвижения нагружающего наконечника и опор и позволяющей производить измерениенагрузки с погрешностью ±1 %, а прогиба - с погрешностью ±2 %.

Рекомендуется применятьиспытательную машину, у которой «смещение силоизмерительного устройства во всемдиапазоне нагрузок составляет не более 2 мм. Расстояние между опорами должнобыть регулируемым.

1.2. На испытательной машинедолжно быть размещено устройство с нагружающим наконечником и опорами.Сближение их должно проходить с постоянной скоростью с учетом допусков,указанных в обязательном приложении 1.

1.3. Радиусы наконечника (r₁) и краев опор (r₂) (см. черт. 1) должныиметь следующие размеры в миллиметрах:

r₁ = (5 ± 0,1);

r₂ = (0,5 ± 0,2) (при толщине образца до 3 мм);

r₂ = (2,0 ± 0,2) (при толщине образца свыше 3 мм).

1.4. (Исключен, Изм. №2).

1.5. Величина перемещенияголовки а, связанной с силоизмерителем, должна быть до 0,5 мм.Допускается, кроме арбитражных испытаний, использовать машины с величиной а неболее 5 мм.

1.6. Устройство с опорамидолжно обеспечивать возможность их установки и закрепления на требуемом междуними расстоянии.

Черт. 1

П. 1.7. Исключен.

1.8. Прибор для измеренияобразцов должен обеспечивать измерение их размеров с погрешностью ±0,02 мм.

(Измененная редакция, Изм. №3).

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Образцы для испытания

2.1.1. Стандартный образецдолжен иметь следующие размеры в миллиметрах:

длина (L)-не менее 80;

ширина (b) -(10,00 ± 0,50);

толщина (h) -(4,00 ± 0,20).

2.1.2. Еслиневозможно изготовить образец с указанными размерами, допускается применятьобразцы, соотношение длины и толщины которых должно составлять L ³ 20 h, а ширина образца должнабыть от 10 до 25 мм, а для материалов, содержащих, крупные частицы наполнителя,- от 20 до 50 мм.

Размеры образцов для жесткихнеармированных пластмасс: указаны в табл. 1, для армированных пластмасс втабл. 2.   

Таблица 1

мм

Таблица 2

мм

2.1.1; 2.1.2. (Измененная редакция, Изм. № 3).

2.1.3. Образцы изготовляютформованием или механической обработкой. При изготовлении образцов из плит толщинойболее 10 мм плиту срезают до толщины 10 мм только с одной стороны. Способ,режим изготовления и размеры образцов должны быть указаны внормативно-технической документации на материал.

2.1.4. При испытании анизотропныхматериалов образцы вырезают так, чтобы изгибающее напряжение при испытании образца было приложено в томже направлении, что и при эксплуатации изделий из этих материалов. Место инаправление вырезки образцов из готовых изделий должны обеспечивать получениестандартных образцов, в противном случае образцы выбирают по п. 2.1.2.При этом следует учитывать, что расположение слоев или ориентация в материалемогут оказывать значительное влияние на результаты испытания, особенно дляслоистых пластмасс. Расположение образцов, вырезаемых из листов анизотропныхматериалов, указано на черт. 2.

2.1.5. Образцы должны иметьгладкую ровную поверхность без вздутий, сколов, трещин, раковин и другихвидимых дефектов.

2.1.6. Число образцов дляиспытания указывают в нормативно-технической документации на материал. Приотсутствии таких указаний испытывают пять образцов, а для анизотропныхматериалов по пяти образцов для каждого из главных направлений.

2.2. Время от окончанияизготовления формованных образцов или заготовок для получения образцовмеханической обработкой до их испытания должно составлять не менее 16 ч,включая и время на их кондиционирование, если в нормативно-техническойдокументации на материал нет других указаний.

2.3. Перед испытанием всредней трети длины образца замеряют ширину образца с погрешностью ±0,1 мм итолщину - с погрешностью ±0,02 мм.

(Измененная редакция, Изм. №3).

2.4.Перед испытанием образцы кондиционируют по ГОСТ 12423-66 не менее 16 ч при температуре (23 ± 2) °С и относительной влажности (50± 5) %, если в нормативно-технической документации на материал нет другихтребований.

(Измененная редакция, Изм. №2).

Черт. 2

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1.Испытание проводят при температуре (23 ± 2) °С и относительной влажности (50 ±5) % по ГОСТ 12423-66, если в нормативно-технической документации на материал нет другихтребований.

(Измененная редакция, Изм. №2).

3.2. Расстояние междуопорами L_v должно быть от 15 до 17 h.

Расстояние между опорамиизмеряют с погрешностью ±0,5 %.

Для образцов, армированныходнонаправленным волокном и имеющих очень большую толщину, расстояние междуопорами выбирают исходя из наибольшего значения L_v/h,чтобы избежать разрушения от сдвига.

(Измененная редакция, Изм. №3).

3.3. Образец устанавливаютна опоры широкой стороной (черт. 1). Если образец подвергался механической обработкес одной стороны, то его кладут на опоры той стороной, которая не подвергаласьмеханической обработке.

3.4. Нагружение образцапроводят в середине между опорами плавно, без толчков.

3.5. Скорость относительногоперемещения нагружающего наконечника и опор v должна быть установлена в нормативно-техническойдокументации на материал.

При отсутствии такихуказаний скорость относительного перемещения нагружающего наконечника и опор v вмм/мин вычисляют по формуле

,

где L_v - расстояние между опорами,мм;

v_r - скорость деформации, равная 0,01 мм/мин илизначению, предусмотренному в нормативно-технической документации на материал,мм/мин;

h -толщина образца, мм.

Скорость относительногоперемещения нагружающего наконечника (v) при L_v/h = (16 ± 1) равна h/2. Допускается при контролекачества принимать скорость равной 10 мм/мин.

3.6. Если образецразрушается при заданной величине прогиба или до достижения этой величины, тоопределяют нагрузку и прогиб при разрушении.

3.7. Если образец неразрушается при заданной величине прогиба или до достижения этой величины, тонагрузку определяют в момент достижения заданного прогиба.

Испытания продолжают доразрушения образца или до достижения заданной максимальной нагрузки, если этопредусмотрено в нормативно-технической документации на материал. В любом изэтих случаев определяют нагрузку и прогиб.

3.8. Если при испытанииобразца максимальное значение нагрузки наблюдается до достижения заданнойвеличины прогиба, то в этом случае определяют максимальную нагрузку и соответствующееей значение прогиба.

3.9. Если образецразрушается вне средней трети расстояния между опорами, то полученный результатне засчитывают и проводят повторно испытание на новом образце.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Изгибающее напряжение (s_f)в МПа при нагрузке вычисляют по формуле

s_f = ,

где М - изгибающий момент, Н×мм;

W -момент сопротивления сечения образца мм³.

Изгибающий момент (М) вН×мм вычисляют по формуле

М = ,

где F - нагрузка, Н;

L_v - расстояние между опорами, мм.

Момент сопротивления сеченияобразца (W) в мм³ вычисляют по формуле

W = ,

где b - ширина образца, мм;

h -толщина образца, мм.

Отсюда

s_f= .

4.2. Изгибающее напряжение (s_f)в МПа с учетом горизонтальной составляющей изгибающего момента при изгибе z,вычисляют по формуле

s_f= ,

где z - прогиб образца в серединемежду опорами, мм.

4.3. За результат испытанияпринимают среднее арифметическое всех параллельных определений; еслипредусматривается нормативно-технической документацией на материал, то определяютхарактеристику разброса данных, оцениваемую по величине отклонения отдельныхзначений, которую вычисляют по ГОСТ14359-69.

4.4. При испытании на изгибможет быть разрушение от растягивающего напряжения, сжимающего напряжения инапряжения на изгиб.

Если при испытании несколькихобразцов происходят различные виды разрушений, то полученные значенияизгибающего напряжения статически неоднородны. В этом случае необходимопровести анализ всех результатов и тщательно исследовать средние арифметическиезначения и статистические отклонения.

4.5. Протокол испытаниядолжен содержать следующие данные:

а) наименование и маркупластмассы (с указанием нормативно-технического документа);

б) способ изготовленияобразцов, дату изготовления и число образцов, а также фактические размеры образцов;

в) условия испытания,включающие атмосферы кондиционирования и испытания, расстояние между опорами,данные о стороне образца, к которому прилагалась нагрузка;

г) результаты испытаний испособ их выражения, включая следующие данные:

при разрушении образца:

вид разрушения каждогообразца для испытаний;

изгибающее напряжениекаждого образца в момент разрушения;

прогиб каждого образца вмомент разрушения;

при отсутствии разрушенияобразца:

изгибающее напряжениекаждого образца при заданном прогибе;

изгибающее напряжение ипрогиб каждого образца при максимальном значении нагрузки;

среднее арифметическоезначение показателей и среднее квадратическое отклонение при его определении;

д) обозначение настоящегостандарта;

е) дату испытания.

(Измененная редакция, Изм. №3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯГОЛОВКИ, СВЯЗАННОЙ С СИЛОИЗМЕРИТЕЛЕМ

Испытательные машиныподразделяют на две группы: А и Б, отличающиеся по величине максимальногоперемещения головки, связанной с силоизмерителем.

К группе А относят машины свеличиной максимального перемещения головки, связанной с силоизмерителем, до0,5 мм включительно; к группе Б - свыше 0,5 мм.

Величину перемещенияопределяют по методике, приведенной ниже.

Максимальная величинаперемещения головки, связанной с силоизмерителем, обусловлена приложением к нейнагрузки в пределах всей шкалы силоизмерителя. Для определения максимальнойвеличины необходимо измерить путь, который пройдет головка, связанная с силоизмерителем,вдоль направления изгибающей силы при приложении к силоизмерителю нагрузки отнуля до максимальной величины ее, указанной на шкале силоизмерителя.

Для определения указанногопути на испытательную машину наносят дне точки, которые располагают так, чтобысоединяющая их линия была параллельна направлению изгибающей силы. Одну източек наносят на головку, связанную с силоизмерителем, другую - на любуюнеподвижную часть машины. После этого нагружающий наконечник и опоры сближают,поместив между ними металлический образец, который должен быть изготовлен изстали марки Ст3 по ГОСТ 380-88,размером 80 ´ 10 ´ 15 мм при расстоянии междуопорами 64 мм. Затем машину пускают в ход для выбора люфтов и останавливают вмомент выхода стрелки силоизмерителя на показание, соответствующее 1 - 2 %максимального значения шкалы. При этом измеряют расстояние Н между двумянанесенными ранее точками. Затем машину пускают в ход до момента выходастрелкисилоизмерителя на максимальное значение шкалы, машину останавливают и измеряютрасстояние К между двумя нанесенными ранее точками. Измерение расстоянийК и Н производят с точностью до 0,1 мм.

Максимальную величинуперемещения головки, связанной с силоизмерителем (а), вычисляют сточностью до 0,1 мм по формуле

а = К - Н.

За величину перемещенияголовки для каждой шкалы испытательной машины принимают среднее арифметическоетрех определений.

Испытательные машины группы Апозволяют поддерживать постоянство скорости сближения нагружающего наконечникаи опор установлением скорости перемещения подвижной головки, указанной в табл. 1, агруппы Б - установлением скорости перемещения подвижной головки (v) вмм/мин с учетом компенсирующей скорости:

v = v_н + v_к,

где v_н - номинальное значениескорости сближения нагружающего наконечника и опор, мм/мин;

v_к - скорость, компенсирующая смещение головки, связанной ссилоизмерителем, мм/мин.

Таблица 1

Скорость, компенсирующую смещение головки, связанной с силоизмерителем (v_к), выбирают в зависимости от максимальной величины ее смещения и частишкалы, в которой находится указатель нагрузки через 30 с после началаиспытания, по табл. 2.

Таблица 2

Допуск на скорость перемещения подвижной головки (Dv) для машин группы Б устанавливают в зависимости отвеличины а по табл. 3.

Таблица 3

При использовании машин с величиной а, не указанной в табл. 2 и 3,величину компенсирующей скорости (v_к) и допуск на изменениескорости относительного движения нагружающего наконечника и опор (Dv) вычисляют по формулам

v_к = 2аf, Dv = 0,2а,

где а - максимальная величина перемещенияголовки, связанной с силоизмерителем, мм;

f -среднее значение части шкалы силоизмерителя, в которой находится стрелка через30 с после начала испытания, по табл. 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1. Прогиб - расстояние, накоторое отклоняется от своего первоначального положения верхняя или нижняя поверхностьиспытуемого образца при приложении нагрузки посередине между опорами.

2. Изгибающее напряжение вданный момент испытания - максимальное напряжение, возникающее напротивоположной поверхности по отношению к нагруженной стороне образца всередине между опорами.

3. Изгибающее напряжение призаданном значении прогиба - напряжение, возникающее при значении прогиба,равном 1,5 толщины образца.

4. Изгибающее напряжение примаксимальной нагрузке - напряжение, возникающее в момент, когда нагрузкадостигает первого максимума.

5. Изгибающее напряжение приразрушении образца - напряжение, возникающее в момент разрушения образца.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. (Исключено, Изм. № 2).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В. Л. Попов, В. В.Коврига, И. И. Фарберова, Р. А. Волошина, А. П. Зуев

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственногокомитета стандартов Совета Министров СССР от 25.11.71 № 1936

3.ВЗАМЕН ГОСТ 4648-63

4. Встандарт введен МС ИСО 178-78

5. ССЫЛОЧНЫЕНОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Срок действия продлен до 01.01.96 Постановлением Госстандарта от20.02.90 № 243

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (апрель 1992 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными вфеврале 1980 г., (ИУС 4-80), сентябре 1985 г. (ИУС 12-85), январе 1990 г. (ИУС5-90).

СОДЕРЖАНИЕ