【国家标准(GB)】 硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定 第1部分：通则

ICS83.060
中华人民共和国国家标准
GB/T9870.1-2006/ISO4664-1:2005代替GB/T98701988
硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定第1部分：通则
Rubber,vulcanized or thermoplastic-Determination of dynamic properties-Part 1:General guidance
ISO4664-1:2005.IDT)
2006-12-07发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2007-06-01实施
规范性引用文件
术语和定支
基本原理
校准·
试验条件与试样
调节：
试验程序
结果表达
试验报告
CB/T9870.1-2006/IS04664-1:200512
GB/T9870.1-2006/1SO4664-1.2005GB/T9870K硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定》包括两个部分！第1部分：通则：
第2部分：低颗扭摆法。
本部分为GB/T9870的第1部分，本部分等同采用国际标准1SO4664-1：2005硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定第1部分通刚3（英文版）本部分代替GB/T9870一1988弹性体动态试验的一般要求》本部分等同翻译ISO4664-1：2005.本标准的规范性引用文件用GB/T7759代替ISO815，本部分所引用的技术内容上二者没有差异，完全相同为便手使用，本部分做了下列编辑性修改：a）“本国际标准”改为“本部分”b）删除国际标准前言。
本部分与GB/T9870—1988相比，主要变化如下：修改了标准的范围（见第1章）；增删部分术语词条（见第3章）：增加了符号和基本原理（本版的第4.5章）：修改了试验机和设备的要求（1988年版的第45章：本版的第8章）增加了试验程序要求（本版的第10章）：修改和调整了试验数据的处理与表述（1988年版的第9章，本版的第11章）：剧除了附录A，附录B.附录C(1988年版的附录A、附录B、附录C)本部分由中国石油和化学工业协会提出。本部分由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会橡胶物理和化学试验方法分技术委员会(SAC/TC35/SC2)口
本部分由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会橡胶物理和化学试验方法分技术委员会负责解释。
本部分起草单位：北京橡胶工业研究设计院、北京万汇一方科技发展有限公司。本部分起草人：陈毅敏、伍江涛、邓海燕、张燕本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T9870-1988.
GB/T9870.1-2006/ISO4664-1:2005硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定第1部分：通则
使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验，本部分并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证特合国家有关法规规定的条件1范围
GB/T9870的本部分规定了硫化橡胶或热塑性橡胶的动态性能测定的通则·包括适用于材料和制品的自由振动法和强迫振动法
不包括回弹性，也不包插以橡胶被劳为主要目标的周期试验2规范性引用文件
下列文件中的条款通%/T9870的本部分的引用而成为本部身的条款件，其随后所有的修重包括勘通美的容
更健用这些文件的最新版
协议的各方研究是
GB/T2941
橡胶物理试验防选试样
GB/T7759
化橡胶、热塑性
eqw1S0815:19
橡胶低颊动
ISO4663
ISO5893
ISO7743
3术语和定义
凡是注日期的引用文
订版均不适用
正本部力·然而鼓励根据本部分达成凡是不生拍博的引用文件，具最新版本适用于本备和调节通用#序（B/T2941+2004ISO23529：2004防用正酒
都性的定
和塑料试验
全股备
扭握汁
等速维复式拉伸用
的侧定
硫化象胶或热塑
生控胶店缩应力应变性能
于本部
下述术语和定
3.1适用于周期变影的不语和定
永久变形定（B/T7759-1996，
试验机规范
力学滞后环mecha命steresis loop用来说明材料周期变底时续的应力-应变状态的一条闭环面线。注：该环可能以坐标累原点为中心·但大多效情识下增我一最决于不同的重力或应变范围，后者环的形状将变成不对称，不过这种情况通常可忽赚不计3.1.2
能量损失energyloss
个变形周期内单位体积的能量损失，相当于参考坚标标度计算的滞后环的面积，单位为焦耳每立方来/m）
功率损耗powerloss
由于带后作用转变成热的单位体积的功率，是能量摄失和赖率的乘积，单位为瓦每立方来W/m*).
GB/T9870.1—2006/ISO4664-1:20053.1.4
mean load
平均负荷
个完整滞后环的负荷平均值。单位为牛顿(N)。3.1.5
平均偏移
mean deflection
一个完整的滞后环的偏移平均值（见图1）。单位为米（m）1
平均应变：
平均应力，
注1开口的初始环表示的平均应力和平均应变对应瞬时应变、应力的时间平均值t
注2：正弦运动的正弦特性曲线意味着都后环可以被认为是圆形的，术语”遵增”专用于涉及各种平均应力或平均应变范围的正弦形变的动态响应（例如逆增弹簧常数，递增弹性剪切模量）图
平均应力bzxZ.net
meanstress
强制脉冲正弦应变条件下变形严重的滞后环一个独立且完整的滞后环的应力平均值（见图1），单位为帕(Pa）
平均应变
mean strain
二个独立且完整的滞后环的应变平均值（见图1。3.1.8
平均模量
mean modulus
平均应力与平均应变的比值。单位为帕（Pa）3.1.9
最大负荷振幅
maximumloadamplitude
外加负荷最大值与平均值之差（零点到一侧的峰值），单位为牛顿（N)。3.1.10
最大应力振幅
maximumstressamplitude
作用在未受力试样截面上的最大负荷与平均负荷的差值（零点到一侧的峰值）。单位为帕（Pa）。3.1.11
均方根应力
groot-mean-sqmarestress
个变形周期内的应力平均值的平方根，单位为帕（Pa），注：一个对称的正弦应力，其均方根应力等于应力振幅除以V23.1.12
最大位移振幅
maximum deflection amplitudeGB/T9870.1—2006/1S04664-1:2005最大位移与平均位移的差值（零点到一侧的峰值）、单位为米（m）3.1.13
最大应变振幅
maximum strain amplitude
最大应变与平均应变的差值（零点到一侧的峰值）3.1.14
root-mean-squarestrain
均方根应变
一个变形周期内的应变平均值的平方根。注一个对称的正强应变，其均方报应变等于应变振幅除以/2，3.2适用于正弦运动的术语和定义3.2.1
弹簧常数
spring constant
与变形同相的作用力的分力除以变形量。单位为牛顿每米（N/m）3.2.2
弹性剪切模量
储能剪切模量
elastic shear modulus
storage shear modulus
与剪切应变同相的剪切力的分力除以应变，单位为帕（Pa)，G-G\Icos
损耗剪切模量
loss shear modulus
与剪切应变在相位上相差1/4周期的作用力的分力除以应变，单位为帕（Pa）。G-G.Ising
复数剪切模量
complex shear modulus
剪切应力与剪切应变的比值，是可用复数代表的失量。单位为帕（Pa）G-G+iG
绝对复数剪切模量
absolutecomplex shearmodulus复数剪切模量的绝对值。
单位为帕（Pa）
IG-VGI+GE
GB/T9870.1-2006/1S04664-120053.2.6
弹性法向模量
elasticnormal modulus
storage normal modulus
储能法向模量
弹性杨氏模量
elastic Young s modulus
与法向应变同相的法向应力的分力除以应变，单位为帕（P），E'-|E-|coso
损耗法向模量
损耗杨氏模量
loss normal modulus
loss Young'smgdulus
与法向应变在相位上相差
复数法向模量
复数杨氏模量
的法向应力的分力除以法向变。单为帕（Pa），E-EIsind
conplexormal
modulus
smodulus
法向应力与法向应变的比值，是可用复数代表的失量。S
绝对法向模量
lutenormal
复数法向模量的绝值。单位为帕卫S
储能弹簧常数
动态弹策常数
wgspring constant
dynyidspring
constant
单位为拍（），
与变形同相的外加负女除以变形量，单位为牛顿每米CN/m），Is
损耗弹黄常数
loss spring constant
与变形在相位上相差1/4周期的外加负荷的公力除以变形量。单位为牛顿每米（N/m）
K=KIsind
复数弹簧常数
complex spring constant
负荷与变形的比值，是可用复数代表的失量，单位为牛顿每米（N/m）。K=K'+iK\
绝对复数弹簧常数
absolute complex spring constant复数弹簧常数的绝对值：单位为牛顿每米（N/m）。IK=K+
损耗角正切tangent of the loss angletand
摄耗模量与弹性模量的比值，
注，对于剪切应力，#mo=
损耗系数
lossFactor
：对于法向应力，tn一号
损耗弹簧常数与储能弹
损耗角
lossang
的相立角，其正切熟摄
应力与应变之间
3.3适用于周期运
对数衰减率
其他术语和定义
athmic decre
阻尼振荡时同
确正切。
GB/T9870.1—2006/IS04664-1:2005位为就度ad），
数）。
号的连续振圖间额比值的自然对数（NapinP
阻尼比damgingtio
实际阻尼与临票
的比值，而界唇
1+（会）
动界状下物体所具有的边界条件，注1：阻尼比是对数衰惑
注2：大的正弦形变，其滞后形,因为橡胶的应力-应变关系是乘线性的低响应已不是正弦曲线《见图3.3.3
阻尼系数
阻尼常数
damping coefficient
damping constant
与变形在相位上相差1/4周期的作用力的分力除以变形速度，单位为牛顿秒每来（N·s/m），C
式中：
传递率
transmissibilits
LKIsind
0=2元斤
GB/T9870.1—2006/ISO4664-1:2005V
式中：
无阻尼振动器的固有角频率
K'=IK\cOs
4符号
下述符号适用于本部分：
CN/m）
试样截面积
1+(tangy
+（tano)
WilliamsLandelFerry（WLF）位移因子扭转角
试样宽度
阻尼系数、阻尼常数
最大应变摄幅
损耗角
杨氏模量
有效杨氏模量
弹性模量
损耗法向模量
复数法向模量、复数杨氏模量
复数法向模量的绝对值
剪切模量
弹性剪切模量、储能剪切模量
损耗剪切模量
复数剪切模量
复数剪切模量的绝对值
试样厚度
弹赞常数
储能弹资常数动态弹黄常数
损耗弹簧常数
复数弹费常数的绝对值
数值因子
扭曲形状因子
损耗系数
试样长度
伸长比
对数衰减率
基本原理
5.1黏弹性
(kg/m)
(rad/s)
同相模量、储能模量
损耗模量
复数模量
复数模量的绝对值
橡胶密度
形状因子
温度（绝对温度）
低频玻璃化温度
参照温度
损耗角正切
最大应力振幅
同相应力
异相应力
阻尼比
传递率
角频率
最大位移振幅
GB/T9870.1—2006/1S04664-1:2005物质不受力不会产生变形，橡胶与金属等弹性材料不同，是一种黏弹性材料，即它在受力变形时既有弹性响应也有黏性行为，可将一个理想的弹簧和一个黏性阻尼器（黏壶）并联（Voigt-Kelvin模型）或申联（Maxwell模型）构成模型，用来模拟橡胶类物质的这种黏弹行为与时间的相关性，注，参见1983年JD，Ferry摄写的、由JohnWileyand Sons出版的聚合物的黏弹性能》，可深人了解各种精心设计的，准确描述黏弹行为的模型。可将黏弹物质的动态性能分解为由弹性（弹资）和黏性（黏壹）两个部分组成的模型（如图2所示），对这个模型在循环负荷或应力作用下的行为进行分析，可以发现最终变形滞后于施加的负荷即应力，也就是说存在一个相位整（见5，5），橡胶的动态性能可以被看作是一种物理性能，它可以用输入与响应的关系式来定量描述。
弹性单元，
精性单元，
橡胶动态模型Voigt-Kelvin模型）GB/T9870.12006/ISO4664-1:20055.2动态试验数据的用途
动态性能的试验结果有如下几个用途：品）揭示材料特性：
b)：提供设计数据：
e进行产品评价
聚合物的黏弹行为是复杂的，动态试验的数据对频率，作用力的大小，变形量，试样的儿何形状，形变方式等试验参数都非常敏感，因此，者要获得可比较的试验数据，应仔细控制上述试验参数，重要的是产生数据的条件应与数据的既定用相适应一妞应根据不同的用途，使用不同类型的试验设备，如适用于材料特性分析的小型动感分析仪，就不一定适用于提供设计数据或进行产品评价。5.3动态试验的分类
自前使用的动态试验设备测很多种腰如下儿种方式分类a)按振动方式分类
按振动方式的不同，态可分为两大类，即自由振动利强追振动，在自品振动中，使试样自由振荡，由于体系中的阻尼作致振幅准减。在强追振动中，通过外郁手段债像胶水样维持振荡状态。强迫振动试验文有两利式即共振方式和非共振方式b）按振动试验类
周，可将强追摄动试瞻机分成小型试验机和大型试验机两类见表1》，这样按振动试验设备的不
划分不是绝对的·但3设备很有需的S
试验目的
据动方式
变形方式
试样形状
小型试验机
理价材料性能
供振强迫振动
共强荐
拉伸、缩、剪切
短形条
体、直模
动态试验的分类
大型试验机
出教及开价摄计及产品性箱
登拍售
压组、律租
画、剪切
对于扭摆试验机等其的试验机，通带单独分类。e）按试样变形方式分
主、橱维养、整传制成品
按试样变形方式的不同，急验外为压缩类，剪切类、拉伸类考曲类及曲类。5.4影响试验设备选择的因素
各种动态试验设备的适用情况如下变形方式为剪切的试验设备，通常比共他形方式的试验设备具有更高的应变准确度，应力a)
应变曲线更趋向线性，但是试样两端应联有金属端头变形方式为压缩的试验设备，能够在各种情况下使用，尤其是试样为制成品时，但是通常要求b
施加较高的负荷，而且要考患试样的形状因子。变形方式为弯曲，扭曲或拉伸的试验设备，只需施加较小的负荷，而且试样容易制备，但是可能e
不太适宜用于测定模量的绝对值，d)
若以提供设计数据为目的，优先推荐以剪切为变形方式的非共振强迫摄动型试验机，在对制成品进行测试时，通常要求应变振幅较大的剪切或压缩变形，因此需要施加较大的负荷。这类试验设备通常都较为昂费，在试材料特性时.原则上各种变形方式均可使用，也只需要施加较小的负荷。B
GB/T9870.1--2006/1S04664-1.2005在测试材料特性时，推荐选择具有合适量程的，并耳具有自动频率、温度扫描功能的动态分析仪。
h）自由振动型试验机（例如扭摆类），常仅限于低频及低振幅的情况通常共振强追振动型试验机局限于弯曲变形的情况，测量时不允许有振帽和频率影响5.5动态运动
5.5.1强迫振动方式
橡胶是一种黏弹性材料，其对动态应力的响应是弹性响应和黏性响应的加合，每个周期都有能量损耗
对于正弦应变，其运动可用式（1）措过见图3）：Ysinat
应力（负荷
应变（位样山
此时，应力电不同相，两者相
正弦应力-应变周期
把应力当作是是有市个分量的笑量来考，其中一个是异相的），然后确发的同相，异相模量费并且
复数模量的绝对值由式（6)）确定损耗角正切由式（7）确定：
5.5.2自由振动方式
相的（t).
对于自由振动的橡胶及其质量系统，其运动可用式8)描述：d+K+Kr=0
该方程的解为式（9）式（10）：K=mo(1+A
是与位移呈90°
（3）
（5）
（6）
（9）
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