ASTM D4482-11 橡胶性能标准试验方法 - 拉伸循环疲劳

美国材料与试验协会（ASTK）发布的标准“ASTM D4482-11橡胶性能的标准测试方法-拉伸循环疲劳”描述了一种确定橡胶化合物在拉伸-应变循环下的疲劳寿命的测试方法。 在此测试期间的部分周期内，电压放松至零值。样品经过测试，不存在故意造成的缺陷、切口或裂缝。测试样本的完全破裂表明测试失败。

这些测试结果和服务之间没有给出或暗示明确的相关性。这是由于服务条件的多变性造成的。这些测试程序提供的数据可用于比较评估橡胶化合物抵抗（动态）拉伸循环疲劳的能力。

该测试方法包括确定不同延伸率下的疲劳寿命的程序。应力循环是指定测试设备类型的特征。疲劳测试经验表明，疲劳寿命可能具有广泛的非正态分布，因此取决于化合物的较大标准偏差。例如，天然橡胶的分布比许多合成橡胶要窄。因此，可能需要大量样本才能达到所需的精度。应考虑每种橡胶化合物的标准偏差来比较不同的橡胶化合物。

本测试方法产生的疲劳数据主要提供了对橡胶硫化物的裂纹起始行为的估计，并且仅提供了对裂纹扩展速率的非常近似的测量。所获得的信息可能有助于预测现役化合物的弯曲寿命性能。然而，用户应该意识到，在实际使用中，产品会受到许多其他疲劳因素的影响，而这些因素无法通过该测试方法进行测量。

简而言之，该测试确定橡胶化合物在受到连续拉伸应变循环时的疲劳寿命。样品经过测试完好无损，没有切口、裂缝或缺陷。测试样品的完全破裂表明测试失败，因此任何缺陷都可能成为不良的催化剂。

虽然通过该测试方法获得的信息可用于预测化合物在实际使用中的弯曲寿命性能（弯曲疲劳），但现实环境中还有许多其他疲劳因素无法通过该测试方法测量。然而，该测试程序产生的数据可用于比较评估橡胶化合物承受长周期疲劳的能力。当从一系列可能的选项中评估橡胶化合物的适用性时，这尤其有用。

就本标准而言，适用以下术语和定义：

• 伸长率是试样伸长后的长度与未伸长时的长度之比，其计算方法按标准规定。
• 疲劳寿命是导致给定数量的样本失效所需的循环次数的几何平均值或中值。
• 疲劳寿命定义为导致试样失效、完全破裂或分离所需的总循环数。
• 应变能表示使样品变形至指定应变所需的每单位体积的能量。它通过应力-应变曲线下的面积来测量，以kJ/m3表示。

在测试过程中，哑铃测试样品以恒定频率和一系列固定的最大伸长率进行周期性拉伸，使得温度几乎不上升或不上升。这种周期性的伸展动作就称为拉伸。由于弯曲，通常由自然发生的缺陷引起的裂纹会扩大并最终导致失效，定义为试样的完全破裂。记录失效的循环次数（疲劳寿命）。

本试验方法中的疲劳是指由于试样中缺陷的增大而导致的断裂失效机制。疲劳并不是指在高频弯曲试验中橡胶的物理化学结构突然发生变化，导致温度显著升高。

疲劳寿命可以在几种不同的延伸率下确定，并绘制为对数（疲劳寿命）延伸率或对数（应变能量）的函数。对于具有相似应力-应变特性和相同聚合物体系的橡胶硫化物的有限比较，可以使用单一伸长率或对数（应变能）。

该测试方法涵盖了确定不同延伸率下的疲劳寿命的程序。应变循环是特定类型测试仪器的特征。疲劳测试经验表明，疲劳寿命可能具有广泛的非正态分布，因此取决于化合物的较大标准偏差。例如，天然橡胶的分布比许多合成橡胶要窄。因此，可能需要大量样本才能达到所需的精度。应考虑每种橡胶化合物的标准偏差来比较不同的橡胶化合物。

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