Метод испытаний SAE J2979 для определения реакции релаксации напряжений сжатия (CSR) для вулканизированной резины и термопластичного эластомера

Стандарт «SAE J2979 Метод испытаний для определения реакции релаксации напряжений при сжатии (CSR) вулканизированной резины и термопластичных эластомеров» , разработанный Американским обществом автомобильных инженеров (SAE) , описывает метод испытаний для проведения испытаний на релаксацию напряжений при сжатии (CSR) с использованием стандартного автомобильного стенда ASD (Automotive Standard CSR Jig) с применением соответствующего испытательного оборудования, конфигураций и процедур. Этот стандарт определяет необходимое оборудование, рекомендации по проведению испытаний, а также формат получения результатов и анализа данных.

В настоящем стандарте описаны процедуры и условия испытаний для определения потери противодействующей силы кнопки диаметром 12,7 мм, зажатой в зажимном приспособлении ASD CSR с постоянной деформацией, измеряемой через периодические интервалы при комнатной температуре, после воздействия повышенных температур или жидкостей.

Настоящий стандарт разработан для испытаний вулканизированной резины и термопластичных эластомеров с мгновенной твёрдостью типа А от 45 до 90 единиц (стандарт ASTM D2240). Образцы формуются и вулканизируются в соответствии со стандартом ASTM D3182.

Настоящий стандарт определяет конкретный метод испытаний для использования устройства ASD CSR, включая список необходимого оборудования и контроль качества для всей системы. Этот стандарт был разработан на основе испытаний новых и существующих образцов. Данный метод может включать опасные материалы, процессы и оборудование. Данный метод не предназначен для решения всех вопросов безопасности, связанных с его применением. Пользователь метода несет ответственность за разработку соответствующих мер безопасности и охраны труда, а также за определение применимости нормативных ограничений перед его использованием.

Определение реакции релаксации напряжений сжатия (CSR) вулканизированной резины и термопластичных эластомеров – это техническое исследование, направленное на понимание поведения релаксации напряжений, испытываемого эластомерными материалами с течением времени. Определение эластомера описывает резиновые и термопластичные эластомерные материалы. Они широко используются в автомобильной промышленности, в качестве уплотнителей (прокладок), шлангов, виброгасителей и других подобных устройств. Эластомеры со временем теряют внутреннее напряжение при длительной нагрузке, что приводит к ухудшению их характеристик. Релаксация напряжений сжатия (CSR) означает постепенное снятие приложенного напряжения материалом при постоянной деформации.

Основными факторами, влияющими на снижение напряжения со временем при постоянной деформации (CSR), являются:

• температура
• Заман
• Тип материала (резина, термопластичный эластомер)
• Плотность поперечных связей
• Окружающие условия (воздух, масло, вода)

Стандарт SAE J2979, широко используемый производителями оригинального автомобильного оборудования и поставщиками материалов, предлагает метод измерения релаксации напряжений сжатия эластомерных материалов при постоянной деформации с помощью стенда CSR, соответствующего требованиям Automotive Standard (ASD). Этот метод позволяет измерить, как уплотняющее усилие (или восстанавливающая сила) в таких материалах, как вулканизированная резина и термопластичные эластомеры, уменьшается со временем при постоянном давлении и постоянной деформации.

Образцы соответствуют стандартным протоколам формования и отверждения ASTM D3182, а испытания могут включать воздействие повышенных температур или жидких сред для оценки долгосрочных характеристик.

В основе процедуры лежит зажимное приспособление ASD CSR. Испытуемые образцы обычно представляют собой заготовки диаметром 12,7 мм, сжатые между жёсткими прижимными пластинами с постоянной деформацией. В испытаниях используются калиброванные компрессионные приспособления, совместимые с зажимным приспособлением CSR, а также тензодатчик или система измерения силы, обеспечивающая непрерывный или периодический мониторинг.

Этот метод обычно состоит из следующих этапов:

• Начальное сжатие: к образцу эластомера в нулевой момент времени прикладывается постоянная деформация (установка).
• Мониторинг силы: восстанавливающая нагрузка регистрируется непрерывно (предпочтительно) или через периодические интервалы (для испытаний на высокую температуру/жидкость).
• Кривая реакции релаксации: характеризует поведение CSR, отображая уменьшение силы с течением времени в процентах от первоначальной силы.
• Различные условия: испытания можно повторять при различных температурах или условиях воздействия жидкости в зависимости от старения или срока службы модели.

Стандарт SAE J2979 важен, поскольку он предоставляет последовательный и воспроизводимый метод оценки потери прочности вулканизированной резины и термопластичных эластомеров под давлением с течением времени (это явление известно как релаксация напряжений при сжатии). Это свойство критически важно для уплотнений, прокладок и других эластомерных компонентов, используемых в автомобильной, аэрокосмической и промышленной отраслях. Этот стандарт считается важным по следующим причинам:

• Прогнозирование долговременных уплотнительных свойств: для предотвращения утечек уплотнения и прокладки должны сохранять прочность на сжатие. Со временем эластомеры могут ослабнуть, что снижает прочность уплотнения, даже если они возвращаются к своей первоначальной форме (т.е. низкая прочность на сжатие не гарантирует сохранения прочности). Испытание CSR показывает, насколько хорошо материал сохраняет свою прочность уплотнения в процессе эксплуатации, особенно при высоких температурах или в агрессивных средах.
• Улучшает выбор материалов: этот стандарт позволяет инженерам сравнивать составы эластомеров и выбирать те, которые демонстрируют наилучшие долгосрочные характеристики в реальных условиях эксплуатации. Это крайне важно, когда:
  • Автомобильные силовые агрегаты (уплотнения двигателя, уплотнения трансмиссии)
  • Компоненты топливной системы
  • Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или охлаждения
• Стандартизирует метод в отрасли: этот стандарт стандартизирует размеры образцов, степень сжатия, использование прибора ASD CSR и диапазоны измерений. Этот стандарт используется различными лабораториями, поставщиками и производители оригинального оборудования Это позволяет инженерам использовать одни и те же процедуры. Это обеспечивает сопоставимость данных, лучший контроль качества и более надёжные проектные решения.
• Он выходит за рамки простых испытаний на остаточную деформацию при сжатии: испытания на остаточную деформацию при сжатии измеряют, насколько материал восстанавливается после сжатия, но не показывают, насколько теряется сила уплотнения с течением времени. Испытание CSR, определяемое этим стандартом, измеряет фактическое снижение силы и даёт более точную картину реальных характеристик.
• Поддерживает испытания на старение и устойчивость к воздействию окружающей среды: этот метод можно адаптировать для оценки того, как материалы ведут себя в следующих условиях:
  • Высокие температуры (термическое старение)
  • Погружение в жидкость (химическая стойкость)
  • Длительные периоды (долговечность)

Это имеет решающее значение при оценке эластомеров для сред с высокими требованиями, таких как моторные отсеки, где материалы должны выдерживать многолетние термические и химические нагрузки.

• Используется при квалификации и спецификации: многие производители оригинального автомобильного оборудования ссылаются на требования CSR в своих спецификациях материалов, а стандарт SAE J2979 часто является предпочтительным методом испытаний.

В результате стандарт SAE J2979 предоставляет подробный и воспроизводимый метод определения реакции релаксации напряжений сжатия эластомеров при заданных деформациях и условиях окружающей среды. Использование прибора ASD CSR и специальных процедур контроля делает его незаменимым стандартом при разработке и проверке автомобильных уплотнений.

Наша организация, которая на протяжении многих лет оказывает поддержку предприятиям всех отраслей, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, может похвастаться сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом «Метод испытаний SAE J2979 для определения реакции на релаксацию напряжений при сжатии (CSR) для вулканизированной резины и термопластичного эластомера».