ГОСТ Р ИСО 18437-3—2014
/ - толщина образца, м;
/ -длина образца, м;
а
- коэффициент Пуассона образца (обычно для эластомеров его полагают равным от 0,45 до 0.49).
Если комплексный модуль Юнга представить в виде
£ * = £ ’ + / £ ’ * £ ’ ( ! + /;/),(2)
то решение уравнения (1) позволяет получить модули упругости £ ’ и потерь £ ’ в виде:
кЕ‘
=
К
cos
[)
+
Мт~ - S ’,
(3)
кЕ"
-
К
sin
f i - S ’ —(оу,
(4)
где /У - фазовый угол между сигналами деформации и напряжения (обусловленный как свойст
вами материала образца, так и элементами испытательной установки);
К
=
F /x
- эффективная жесткость образца при максимальной силе;
// = £ v/ £ ’ - коэффициент потерь образца.
Примечание 1 - Коэффициент потерь
Г}
иногда называют «тангенс
S
» материала.
Примечание 2 - Если отношение
ф
мало, то погрешность в определении
к .
вызванная неточным
знанием значения коэффициента Пуассона, также мала.
5.4 Калибровка и измерения
Перед тем. как проводить измерения для оценки упругих свойств материала, необходимо опре
делить комплексную жесткость подвески вибровозбудителя и коэффициент вязкого демпфирования
по результатам предварительных измерений при отсутствии образца, т. е. при £ ’ = £ " = 0. Предва
рительные измерения выполняют как с установочным блоком (который в данном случае играет роль
дополнительной нагружающей массы), так и без него на низкой (обычно 1 Гц) и на высокой (обычно 30
Гц) частотах возбуждения. Четыре возможных сочетания частоты возбуждения и дополнительной массы
позволяют исходя из формулы (1) получить четыре уравнения, решая которые находят ком плексную
жесткость системы и коэффициент вязкого демпфирования. Указанную процедуру повто ряют десять
раз. после чего результаты измерений усредняют. Подобную калибровку системы вы полняют каждый
раз в день проведения испытаний по определению упругих свойств материала.
Кроме того, при каждом проведении калибровки с помощью весов определяют массу подвиж
ной системы вибровозбудителя с точностью до четырех значащих цифр.
После калибровки системы проводят измерения с образцом, закрепленным в испытательной ус
тановке согласно 5.1. Сила, прилагаемая к образцу со стороны вибровозбудителя, должна обеспе
чить заданную амплитуду перемещения конца образца, обычно 64 мкм. Измерения повторяют при
разных заданных температурах на разных дискретных частотах в пределах двух декад: обычно на
частотах 0.3; 1; 3:10 и 30 Гц. Для каждого сочетания температуры и частоты возбуждения определя ют
из уравнения (1) с известным значением коэффициента формы
к
комплексный модуль Юнга.
Результаты измерений при одном значении температуры и разных частотах в пределах двух де
кад образуют отдельную группу данных. Для полного определения динамических механических
свойств упругого материала необходимо иметь набор таких групп данных для разных
температур вплоть до температуры стеклования.
i
Примечание - Требования к жесткости подвески и диапазону частот испытательной установки зависят
от геометрических размеров испытуемых образцов и диапазонов измерения модулей упругости. Ориентировочно
(ложно указать следующие возможные диапазоны изменения указанных величин: от 0.1 МПа до 3 ГПа для моду ля
Юнга, от 90 H’
m
до 15 МН/м для жесткости и от 0.3 до 30 Гц для частоты возбуждения.
5.4 Число образцов для испытаний
Чтобы получить представление о возможном разбросе значений характеристик упругих свойств
материала рекомендуется проводить испытания на не менее чем трех образцах материала.
5.5 Температурный цикл
Измерения выполняют в диапазоне температур обычно от минус 60 °С до плюс 70 X . изменяя
температуру образца по следующему циклу:
7