ISO 3384-1 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 压力下应力松弛的测定 - 第1部分 恒温

ISO 3384-1 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 压力下应力松弛的测定 - 第1部分 恒温

ISO 3384-1 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 压力下应力松弛的测定 - 第1部分:恒温

ISO 3384-1 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 压力下应力松弛的测定 - 第1部分 恒温

国际标准化组织 (ISO) 发布的 ISO 3384-1“硫化橡胶或热塑性橡胶——压缩应力松弛的测定——第 1 部分:恒温试验”标准描述了两种测定由硫化橡胶或热塑性橡胶制成的试样在压缩至恒定变形并保持此状态于预定试验温度下时所受反作用力减小的程序。

方法 A 中,压缩和所有反作用力测量均在试验温度下进行;而方法 B 中,压缩和所有反作用力测量均在标准实验室温度下进行。方法 A 和方法 B 的结果不一致,是因为方法 B 将材料从试验温度到标准实验室温度的收缩量计入了结果中。

本标准规定了两种试样形状:圆柱形试样和环形试样。只有当试样尺寸和形状相似时,结果比较才有效。

环形试样的使用特别适用于测定液体环境中的应力松弛。

本标准仅适用于在稳定环境或高温下进行的测试。低于标准实验室温度的测试并未规定。虽然这些方法已用于低温测试,但其在这些条件下的可靠性尚未得到验证。

就本标准而言,压缩应力松弛是指在施加恒定压缩应力后,压缩力随时间推移而减小的程度,以初始力的百分比表示。

简而言之,ISO 3384-1 是一项国际公认的测试标准,它规定了在恒温压缩条件下测定硫化橡胶和热塑性橡胶材料应力松弛的方法。该标准广泛应用于汽车、航空航天、工业密封、医疗和制造业等行业,用于评估弹性体材料在长时间压缩过程中保持密封强度的能力。

橡胶部件,例如O型圈、垫片、密封件、隔振器和衬套,其设计目的是在整个使用寿命期间保持压缩状态。尽管这些材料外观看似没有变化,但由于应力松弛现象,它们所施加的力会逐渐减小。

应力松弛与压缩永久变形不同。压缩永久变形是指卸载后剩余的永久变形,而应力松弛是指材料在受压状态下密封力的损失。由于密封性能取决于维持足够的接触压力,因此应力松弛通常是衡量长期使用性能更实际的指标。

ISO 3384-1 标准提供了一种测量这种性能的标准化程序,使工程师能够比较不同的橡胶化合物并预测其长期密封可靠性。该标准规定了测定橡胶样品在恒定形变下并保持在预定温度下时,其反作用力减小的程序。

本标准适用于:

  • 硫化橡胶
  • 热塑性橡胶(TPE)
  • 弹性密封材料
  • 工程应用中使用的橡胶化合物

本标准涵盖在恒温环境或高温下进行的测试,但不涵盖在低于标准实验室温度下进行的测试。

原理上,将橡胶样品压缩至特定形变,置于两块平行板之间。在整个测试过程中,样品保持压缩状态,并暴露于受控温度下。随着时间的推移,橡胶内部应力逐渐减小,导致作用于平行板的压缩力也随之减小。定期测量剩余力,以确定应力松弛程度。应力松弛程度较低的材料通常具有更好的密封性能和更长的使用寿命。

ISO 3384-1 标准规定了两种测试方法:

  • 方法A:在测试温度下进行压缩试验。同时在测试温度下测量反作用力。试验过程中,样品始终处于加热环境中。该方法最能模拟垫片持续暴露于高温环境的实际使用条件。
  • 方法 B:在室温下施加压缩力。将样品加热老化。待样品恢复至标准实验室温度后进行测量。

由于冷却会导致热收缩,因此方法 B 产生的结果与方法 A 不同。

该标准允许两种试样几何形状:圆柱形试样和环形试样。环形试样在评估油或燃料等液体介质中的应力松弛时尤为有用。该标准还规定,比较时应仅使用几何形状和尺寸相似的试样,因为试样形状会影响测得的松弛行为。

虽然 ISO 3384-1 标准允许根据材料特性进行灵活调整,但常用的测试参数如下:

  • 规定的压缩百分比
  • 受控测试温度
  • 定义的老化期
  • 计划的力测量
  • 样品变形恒定

许多汽车制造商在规定自己的温度和暴露时间时会参考 ISO 3384-1 标准。

测试的主要发现是压缩力随时间推移而降低。较低的应力松弛值表明长期力保持性更好。

ISO 3384-1 标准广泛用于以下方面的评估:

  • O形圈
  • 静态密封
  • 动态密封
  • 汽车垫片
  • 气密条
  • 发动机舱垫片
  • 暖通空调密封系统
  • 液压密封件
  • 气动密封件
  • 工业橡胶部件

对于需要多年保持密封压力的部件而言,该标准尤为重要。

ISO 3384-1 标准常用于以下领域:

  • 汽车生产
  • 航空航天工业
  • 铁路系统
  • 石油和天然气
  • 工业机器
  • 医疗设备
  • 化学加工
  • 消费类产品
  • 电气设备

现代车辆包含数百种橡胶密封件,这些密封件会暴露在以下环境中:

  • 发动机温度
  • 油
  • 燃料
  • 冷却器
  • 欧容
  • 天气状况
  • 连续机械压缩

即使垫片不会发生永久变形,过度应力松弛也会降低其密封强度,导致泄漏、噪音、灰尘或水渗入。该标准旨在帮助制造商选择能够在车辆预期使用寿命内保持足够密封强度的材料。

总之,ISO 3384-1标准是评价橡胶材料长期压缩性能最重要的国际标准之一。它通过测量恒定形变下密封强度的降低,能够真实地评估弹性体产品在使用过程中的性能。该标准广泛应用于汽车、航空航天、工业和密封等领域,使其成为材料开发、产品认证和质量保证不可或缺的工具。

多年来,凭借我们经验丰富的专业团队,我们始终关注客户需求,提供先进的测试服务,并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下,我们也提供符合 ISO 3384-1 标准的测试服务。

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