Phương pháp thử nghiệm SAE J2979 để xác định phản ứng giãn ứng suất nén (CSR) đối với cao su lưu hóa và chất đàn hồi nhiệt dẻo

Tiêu chuẩn “SAE J2979 Phương pháp thử nghiệm xác định phản ứng giãn nở ứng suất nén (CSR) của cao su lưu hóa và chất đàn hồi nhiệt dẻo” , do Hiệp hội Kỹ sư Ô tô Hoa Kỳ (SAE) phát triển , mô tả phương pháp thử nghiệm giãn nở ứng suất nén (CSR) bằng cách sử dụng bộ gá CSR tiêu chuẩn ô tô (ASD) với thiết bị, cấu hình và quy trình thử nghiệm phù hợp. Tiêu chuẩn này xác định các thiết bị cần thiết, hướng dẫn thực hiện thử nghiệm và định dạng để tạo ra kết quả và phân tích dữ liệu.

Tiêu chuẩn này quy định các thủ tục thử nghiệm và điều kiện để xác định lực phản kháng bị mất của nút có đường kính 12,7 mm được kẹp trong ASD CSR Jig với độ biến dạng không đổi, được đo theo các khoảng thời gian định kỳ ở nhiệt độ phòng, sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc chất lỏng.

Tiêu chuẩn này được thiết kế để thử nghiệm cao su lưu hóa và vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo có độ cứng tức thời loại A từ 45 đến 90 (tiêu chuẩn ASTM D2240). Các mẫu được đúc và lưu hóa theo tiêu chuẩn ASTM D3182.

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử nghiệm cụ thể cho việc sử dụng Jig ASD CSR, bao gồm danh sách các thiết bị cần thiết và kiểm soát chất lượng cho toàn bộ hệ thống. Tiêu chuẩn này được phát triển dựa trên việc thử nghiệm các mẫu mới và hiện có. Phương pháp này có thể liên quan đến vật liệu, quy trình và thiết bị nguy hiểm. Phương pháp này không nhằm mục đích giải quyết tất cả các vấn đề an toàn liên quan đến việc sử dụng. Người sử dụng phương pháp có trách nhiệm thiết lập các biện pháp an toàn và sức khỏe phù hợp và xác định khả năng áp dụng các giới hạn theo quy định trước khi sử dụng phương pháp này.

Việc xác định phản ứng giãn ứng suất nén (CSR) của cao su lưu hóa và elastomer nhiệt dẻo là một nghiên cứu kỹ thuật nhằm tìm hiểu các hành vi giãn ứng suất mà vật liệu elastomer trải qua theo thời gian. Định nghĩa về elastomer mô tả các vật liệu elastomer cao su và nhiệt dẻo. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng ô tô, phớt (gioăng), ống mềm, bộ giảm chấn rung và các ứng dụng tương tự. Vật liệu elastomer mất ứng suất bên trong theo thời gian dưới tải trọng kéo dài, dẫn đến suy giảm chức năng. Giãn ứng suất nén (CSR) đề cập đến sự giải phóng dần dần ứng suất tác dụng của vật liệu dưới biến dạng không đổi.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến việc giảm ứng suất theo thời gian dưới biến dạng không đổi (CSR) là:

• nhiệt độ
• Zaman
• Loại vật liệu (cao su, nhựa nhiệt dẻo đàn hồi)
• Mật độ liên kết chéo
• Điều kiện môi trường xung quanh (không khí, dầu, nước)

Tiêu chuẩn SAE J2979, một tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi bởi các nhà sản xuất thiết bị gốc ô tô và các nhà cung cấp vật liệu, cung cấp một phương pháp đo lường hành vi giãn nở ứng suất nén của vật liệu đàn hồi dưới tác động biến dạng không đổi bằng cách sử dụng Jig CSR của Tiêu chuẩn Ô tô (ASD). Phương pháp này đo lường mức độ giảm dần của lực làm kín (hoặc lực phục hồi) trong các vật liệu như cao su lưu hóa và elastomer nhiệt dẻo theo thời gian dưới áp suất không đổi và biến dạng không đổi.

Các mẫu tuân thủ theo tiêu chuẩn ASTM D3182 về quy trình đúc và bảo dưỡng, và quá trình thử nghiệm có thể bao gồm việc tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc môi trường lỏng để đánh giá hiệu suất lâu dài.

Bộ gá CSR ASD là trung tâm của quy trình. Các mẫu thử nghiệm thường bao gồm các nút đường kính 12,7 mm được nén giữa các tấm áp suất cứng với độ biến dạng không đổi. Các thiết bị nén đã được hiệu chuẩn tương thích với bộ gá CSR và một cảm biến lực hoặc hệ thống đo lực có khả năng giám sát liên tục hoặc gián đoạn được sử dụng trong các thử nghiệm.

Phương pháp này thường bao gồm các bước sau:

• Nén ban đầu: Một biến dạng không đổi (bộ) được áp dụng cho mẫu elastomer tại thời điểm không.
• Theo dõi lực: Tải trọng phục hồi được ghi lại liên tục (ưu tiên) hoặc theo các khoảng thời gian định kỳ (đối với thử nghiệm nhiệt độ cao/chất lỏng).
• Đường cong phản ứng thư giãn: Mô tả hành vi CSR bằng cách biểu diễn sự giảm lực theo thời gian dưới dạng phần trăm của lực ban đầu.
• Nhiều điều kiện: Có thể lặp lại các thử nghiệm ở nhiệt độ hoặc điều kiện tiếp xúc với chất lỏng khác nhau tùy thuộc vào tình trạng lão hóa hoặc tuổi thọ của mô hình.

Tiêu chuẩn SAE J2979 rất quan trọng vì nó cung cấp một phương pháp nhất quán và có thể lặp lại để đánh giá mức độ suy giảm độ bền của cao su lưu hóa và elastomer nhiệt dẻo theo thời gian dưới áp suất (một hiện tượng được gọi là giãn ứng suất nén). Tính chất này rất quan trọng đối với phớt, gioăng và các thành phần đàn hồi khác được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, hàng không vũ trụ và công nghiệp. Tiêu chuẩn này được coi là quan trọng vì những lý do sau:

• Dự đoán hiệu suất bịt kín lâu dài: Để ngăn ngừa rò rỉ, phớt và gioăng phải duy trì được độ bền nén. Theo thời gian, vật liệu đàn hồi có thể bị giãn, làm giảm độ bền bịt kín ngay cả khi chúng trở lại hình dạng ban đầu (tức là độ bền nén thấp không đảm bảo duy trì được độ bền). Thử nghiệm CSR cho biết vật liệu duy trì độ bền bịt kín tốt như thế nào trong quá trình sử dụng, đặc biệt là ở nhiệt độ cao hoặc trong môi trường khắc nghiệt.
• Cải thiện việc lựa chọn vật liệu: Tiêu chuẩn này cho phép các kỹ sư so sánh các công thức elastomer và lựa chọn những công thức thể hiện hiệu suất dài hạn tốt nhất trong điều kiện vận hành thực tế. Điều này rất quan trọng khi:
  • Hệ thống truyền động ô tô (phớt động cơ, phớt hộp số)
  • Các thành phần của hệ thống nhiên liệu
  • Hệ thống HVAC hoặc làm mát
• Tiêu chuẩn hóa phương pháp trong toàn ngành: Với tiêu chuẩn này, kích thước mẫu thử, mức nén, việc sử dụng thiết bị ASD CSR và phạm vi đo được chuẩn hóa. Tiêu chuẩn này được sử dụng bởi các phòng thí nghiệm, nhà cung cấp và nhà sản xuất thiết bị gốc Điều này cho phép các kỹ sư sử dụng cùng một quy trình, mang lại dữ liệu có thể so sánh được, kiểm soát chất lượng tốt hơn và đưa ra quyết định thiết kế đáng tin cậy hơn.
• Tiêu chuẩn này vượt xa các bài kiểm tra nén đơn giản: Bài kiểm tra nén đo lường mức độ vật liệu phục hồi sau khi nén, nhưng không cho biết lực bị mất theo thời gian. Bài kiểm tra CSR, được định nghĩa theo tiêu chuẩn này, đo lường mức giảm lực thực tế và cung cấp hình ảnh chính xác hơn về hiệu suất thực tế.
• Hỗ trợ thử nghiệm khả năng chống lão hóa và môi trường: Phương pháp này có thể được áp dụng để đánh giá hiệu suất của vật liệu trong:
  • Nhiệt độ cao (lão hóa nhiệt)
  • Ngâm chất lỏng (kháng hóa chất)
  • Thời gian dài (độ bền)

Điều này rất quan trọng khi đánh giá chất đàn hồi cho các môi trường có nhu cầu cao như khoang động cơ, nơi vật liệu phải chịu được nhiều năm chịu ứng suất nhiệt và hóa học.

• Được sử dụng trong tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật: Nhiều nhà sản xuất thiết bị gốc ô tô tham chiếu các yêu cầu CSR trong thông số kỹ thuật vật liệu của họ và tiêu chuẩn SAE J2979 thường là phương pháp thử nghiệm được ưu tiên.

Do đó, tiêu chuẩn SAE J2979 cung cấp một phương pháp chi tiết và có thể tái tạo để xác định phản ứng giãn nở ứng suất nén của vật liệu đàn hồi trong điều kiện biến dạng và môi trường cụ thể. Việc sử dụng thiết bị ASD CSR và các biện pháp kiểm soát quy trình cụ thể khiến tiêu chuẩn này trở thành một tiêu chuẩn không thể thiếu cho việc phát triển và thẩm định các thành phần phớt ô tô.

Tổ chức của chúng tôi, với nhiều năm kinh nghiệm hỗ trợ các doanh nghiệp trên mọi lĩnh vực thông qua nhiều hoạt động thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá, tự hào sở hữu đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo sát sự phát triển khoa học công nghệ toàn cầu và không ngừng cải tiến. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn "Phương pháp thử SAE J2979 để xác định phản ứng giãn ứng suất nén (CSR) cho cao su lưu hóa và chất đàn hồi nhiệt dẻo".