JBT 6543-1993 硬质塑料板平面弯曲疲劳特性试验方法

J日 中华人 民共和 国机械 行 业 标 准 JBIT 6543一93 硬质塑料板平面弯曲疲劳特性 试 验 方 法 1993-07-27发布 1994-07-01实施 中华人民共和国机械工业部 发 布 中华 人 民 共 和 国机 械 行 业标 准 硬质塑料板平面弯曲疲劳特性 试 验 方 法 JB/T 6543一93 1 主题内容与适用范围 本规定了硬质塑料板平面弯曲疲劳试验方法。 本标准适用于评定硬质塑料板材耐反复弯曲疲劳的特性。 2 引用标准 GB 2918 塑料试验状态调节和试验的标准环境 GB 3075 金属轴向疲劳试验方法 GB 4337 金属旋转弯曲疲劳试验方法 3 符号、名称、定义及单位 与应力循环(见图1)和疲劳试验有关的符号、名称、定义及单位如表 1所示。 fi ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 不对称压。! 脉动压绪 对称拉压 }不对称拉伸 不对称拉压 不对称拉压 符 号 最大 应力 图 1 循环应力的类型 表 1 定 义 在循环中具有最大代数值的应力。以拉应力为正，压应 力为负 单 位 MPa 机械工业部1993-07-27批准 1994-07-01实施 1 Ja/7 "43- 刃 续表 1 符 号 名 称 定 义 单 位 口画 . 口‘ 么 R f N on ft 最小应力 平均应力 应 力 幅 应 力 比 循 环 循环叔率 疲 劳 疲劳寿命 成劳极限 条件疲劳极限 S-N曲线图 在循环中具有最小代数值的应力.以拉应力为正，压应 力为负 最大应力和最小应力的代数平均值 最大应力和最小应力的代数差的 1/2 最小应力与最大应力的代数比值 载荷或应力随时间作周期性交化的一个完整过程;通常 称为载荷循环或应力循环 单位时间的应力循环次数 材料在交变应力或应变作用下，产生局部果积报伤，经 一定循环数而失效(出现规定长度或肉眼可见凌劳裂纹、 完全断裂等) 试样至失效的应力循环数 当N为无穷大时的中值衰劳强度 对应于规定N次循环的中值疲劳强度 应力与疲劳寿命的关系曲线图形 M Pa MPa MPa Hz 4 试验设备 4.1 可使用不同类型的平面弯曲疲劳试验机。试验机应能对试样施加固定应力幅或应变振幅;振动频 率范围为 25^ 30 Hz, 4.2 最好采用如图2所示的试验夹具，具有 2-3 mm圆角。中间可垫入塑料薄膜，以防试样产生应力 集中。 2^-3 m m 铭制央具 图2 试验夹具 5 试样 5.1 形状与尺寸 5.1.1 试样应是平面板材。 5.1.2 试样形状与尺寸如图3、图4、图5及表2、表3所示。I型与，型试样适用于均一或接近均一弯 曲疲劳试验;，型试样适用于悬臂弯曲疲劳试验(试样具体尺寸与形状根据试验机选定)。 JB/T'654'--43 图3 1型试样 表2 .n m 类 蟹 b 人 R 1 -8 8 2^ -8 >2b 1 -20 20 2^ -8 注:1-8适用于强度高的材料， 1 -2。适用于强度低的材料. 图4 I型试样 表 3 】n n l 类 型 b L R 1-20 20 10^ -30 )b 1-40 40 注:1-20适用于强度高的材料; 1-40适用于强度低的材料。 JB/T 6543-妇 取决于试验机型号及试样厚度 一般为L/b=1. 5^-3. 0 图 5 .型试样 5.2 数量 试样的数量应能满足绘制S-N曲线所必需的用量。通常需 10个材质与尺寸相同的试样。每个试 样只能试验一次。 5.3 制备 5.3. 1 试样可直接注射或压制成型，也可机械加工制备。机械加工制备试样时，不得使试样表面及材质 损伤。 5.3.2 以注射、压制或其他成型工艺制备试样时，试样不需加工。但是，浇口的位置和模具分型线要选 择适当，使之不影响试样的疲劳强度。 5.3.3 对于各向异性材料，应采用机械加工制备，而且使试样与其材料在实际使用中承受应力的方向 一致 。 5. 3. 4 制备试样的板材过厚时，可从板材的一面或两面机械加工到规定的厚度。 5.3.5 1型试样最窄部位或I型试样平行部位边缘的圆角应加工成半径约。2 mm，而层压板试样则 不需加工圆角。 5.3.6 在机械加工试样时，不应使试样产生变形、缺陷以及过热变质;对残痕敏感的试样，应尽量沿着 试样纵向消除加工痕迹。 6 状态调节与试验环境条件 6.1 在试验前，按GB 2918进行状态调节.时间至少 48 h. 6.2 试验应在符合GB 2918中规定的温度与相对湿度的标准实验室内进行。 6.3 试验温度与相对湿度不符合6. 2条规定时，试样应在同一状态下调节至少48 h再进行试验，并且 应在中注明。 7 试验步骤 7.1 按第5章规定选择试样形状、制备试样及检查外观。 7.2 按第6章规定将试样进行状态调节。 7.3 将试样编号，测定试样中间截面(即最小截面区)至少3个点的厚度及宽度，求其算术平均值。测 量精度应分别不低于0. 01 mm及0. 02 mm. 7.4 将试样装入试验机，牢固夹紧，不得偏心。在操作期间，试样的试验部位不应承受过大应力或损坏。 7.5 试验开始时，要防止试样受冲击，而且要在较短时间内达到规定的试验条件. 7.6 交变循环颇率规定为25 -30 Hz。在同一试验中，频率应保持一致。 ]s/r 侧翔3-f3 7.7 S-N曲线的测定 通常，至少取5级应力水平。各级应力水平上试样的数量分配应按应力水平下降而逐渐增加。S-N 曲线上邻近点间应力比为1.02-1.5. ，8 试验终止时间应按下列要求确定: 当试样的循环次数(疲劳寿命)小于10?而破坏; 当循环次数(疲劳寿命))d、于10,，而试样刚度保持率下降了20%，此时，规定为恒定平面弯曲 ? ?? 疲劳破坏时间; c. 当循环次数(疲劳寿命)在 10'之内，而均未达到a与b条条件，则试验可在循环次数(疲劳寿 命)10，时终止. 7， 试验应在给定条件下连续进行。因故试验中断时，应在试验报告中注明情况(如试验中断原因、时 间、持续时间及调整结果)。 7.10 在调整试验和限定载荷时，最大应力不得超过其限定值。 8 试验结果及表达方式 8.1 计算产生最大应力表面的应力，并以名义应力表示。 应力单位为MPa，计算结果取三位有效数字。 9.2 循环次数(疲劳寿命)的计算结果取三位有效数字。 8.3 将测得的数据点画在坐标纸上，用曲线连接各点，绘制出S-N曲线(见图6),如果曲线上有试验 值相等的重迭点，则在此点旁标明重迭点的数目;试样未被破坏的点，则用方向朝右的箭头表示。 火 、 0 、，、戈、~，a- { ?? ? ? ? ，? ??? ?? ?????????????????? ? ? ? 1o' lo, 循环次数(衰劳寿命》N 图‘S-N曲线 8,4 到破坏为止的循环次数应满足7.8a或7.86条条件。若选用 7.86条条件时，应注明作为破坏时 的刚度保持率。 8.5 某些塑料的循环次数为10，仍达不到其疲劳极限，则以107循环次数所对应的条件疲劳极限代替 其疲劳极限。 ， 试验报告 本标准编号; 试样材料品种、规格、生产批号、生产厂家; 试样制备方法、形状、尺寸; 试验机名称、型号、规格; 试验速度; 环境温度，如有可能，则记录与环境温度不同的试样温度; 环境湿度，如其相对湿度范围超过 50%-70%时，则试验时间需每天测定; ? ? ? ?? ? ? ? 那/T 6543{r,43 应力幅计算方法; 试验结果; 试验者 、试验 日期 ; 必须注 明的其他事项 。 ? ?? ??? ? 附加说明: 本标准由全国塑料标准化技术委员会机械工业塑料制品分技术委员会提出并归口。 本标准由长春汽车材料研究所负责起草。 本标准主要起草人骆秀云、费晓非。 本标准参照采用JIS K 7119(1972)《硬质塑料平面弯曲疲劳试验方法》,JIS K 7118(1980)《硬质塑 料材料疲劳试验方法通则》。