JIS K 6394 Caucho, vulcanizado o termoplástico - Determinación de propiedades dinámicas - Guía general

La norma “JIS K 6394 Caucho, vulcanizado o termoplástico - Determinación de propiedades dinámicas - Orientación general” desarrollada por la organización japonesa de estándares industriales (JIS) describe métodos de vibración libre y métodos de vibración forzada para caucho vulcanizado y caucho termoplástico (incluidos los productos). Esta norma proporciona pautas generales sobre cómo obtener propiedades dinámicas. Sin embargo, la resistencia al impacto y las pruebas repetidas de fatiga están fuera del alcance de esta norma.

Esencialmente, esta norma se basa en la norma “ISO 4664-1 Caucho, vulcanizado o termoplástico - Determinación de propiedades dinámicas - Parte 1: Orientación general” publicada por la Organización Internacional de Normalización (ISO). Esta norma internacional está diseñada para brindar orientación sobre la determinación de las propiedades dinámicas de los cauchos vulcanizados y termoplásticos. Incluye métodos de vibración tanto libre como forzada realizados tanto en materiales como en productos. No cubre las pruebas de flexión de rebote o cíclicas donde el objetivo principal es fatigar la goma.

A los efectos de la norma JIS K 6394, son válidos los siguientes términos y definiciones:

• Un bucle de histéresis es una curva cerrada que representa estados sucesivos de tensión-deformación de un material durante una deformación cíclica.
• La pérdida de energía es la energía por unidad de volumen perdida en cada ciclo de deformación, es decir, el área del bucle de histéresis.
• La pérdida de energía se expresa como pérdida de energía por unidad de tiempo, por unidad de volumen, convertida en calor mediante histéresis, multiplicada por la pérdida de energía y la frecuencia.
• El voltaje promedio es el valor promedio del voltaje durante un único ciclo de histéresis completo. Se expresa como Pa. Esta es la tensión estática aplicada antes de que comience el movimiento dinámico. La tensión media de equilibrio y la tensión media se muestran como promedios temporales de ciclos iniciales abiertos, tensión instantánea y tensión. Una respuesta sinusoidal a un movimiento sinusoidal se refiere a bucles de histéresis que son o pueden considerarse elípticos. Para grandes deformaciones sinusoidales, el bucle de histéresis se desviará de una elipse porque la relación tensión-deformación del caucho no es lineal y, por lo tanto, la respuesta no es sinusoidal. El término incremental se puede utilizar para denotar una respuesta dinámica a la deformación sinusoidal sobre varios esfuerzos medios o niveles de esfuerzo medios (por ejemplo, constante de resorte incremental, módulo de corte elástico incremental).
• La deformación promedio es el valor promedio de la deformación durante un único ciclo de histéresis completo. Ésta es la tensión estática aplicada antes de que comience el movimiento dinámico.
• La amplitud de carga máxima, la carga máxima aplicada, se mide a partir del valor promedio de la carga durante una sola onda sinusoidal.
• La amplitud de tensión máxima es la relación entre la fuerza máxima aplicada y el área de la sección transversal de la pieza de prueba sin tensión, medida a partir de la fuerza promedio (de cero a pico en un solo lado). Se expresa en Pa.
• La amplitud de desviación máxima es el valor máximo de la desviación medida a partir del valor promedio de la desviación durante una sola onda sinusoidal.
• Amplitud de deformación máxima, el valor máximo de deformación, medido a partir de la deformación promedio (de cero a pico en un solo lado)
• El efecto Payne es el fenómeno que se produce en las pruebas dinámicas de un compuesto de caucho relleno donde el módulo dinámico disminuye a medida que aumenta la deformación.

Las pruebas de propiedades dinámicas se utilizan para comparar y evaluar propiedades de materiales, materiales de diseño, rendimiento del producto y criterios similares. Los resultados de las pruebas de propiedades dinámicas dependen de la deformación, la tensión, la frecuencia, la temperatura de la prueba, la forma de la muestra y propiedades similares. Esto está limitado en gran medida por efectos como la capacidad del equipo de prueba, la linealidad de la curva de histéresis y la generación interna de calor de la pieza de prueba. Por lo tanto, estos elementos deben especificarse y ajustarse al comparar resultados. Más importante aún, las condiciones y el equipo para adquirir datos deben ser adecuados para el propósito de la prueba.

Se pueden utilizar equipos adecuados para evaluar las propiedades de los materiales, como pequeños equipos de prueba, para recopilar datos para documentos de diseño o para medir las propiedades del producto. En algunos casos, puede que no sea posible realizar mediciones en condiciones de prueba como frecuencia, amplitud o método de deformación.

Las pruebas de propiedades dinámicas se seleccionan según el propósito de la prueba, el método de vibración o el método de deformación.

La clasificación de las pruebas de características dinámicas es la siguiente:

• Según el propósito de la prueba:
  • Con pequeños equipos de prueba: comparación y evaluación de propiedades de materiales
  • Con grandes equipos de prueba: Comparación y evaluación de materiales de diseño y rendimiento del producto.
• Según el método de vibración:
  • Con equipos de prueba pequeños: método sin resonancia de vibración forzada
  • Con equipos de prueba grandes: método de no resonancia de vibración forzada, método de resonancia de vibración forzada y método de vibración libre
• Ver método de conversión:
  • Con equipos de prueba pequeños: método de tracción, método de flexión, método de compresión y método de corte.
  • Con grandes equipos de prueba: método de compresión, método de tracción, método de torsión y método de corte
• Según la forma de la probeta:
  • Con pequeños equipos de prueba: rectangulares, cilíndricos y prismáticos.
  • Con grandes equipos de prueba: cilíndricos, prismáticos y cónicos y productos.

El equipo utilizado en las pruebas normalmente incluye:

• soporte vibrador
• Vibrador
• cruceta
• Detector
• Mordazas o accesorios para muestras
• horno termostático
• Sección del circuito de control
• unidad de procesamiento de datos

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