回弹性*检测
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发布时间:2025-07-11 23:23:04 更新时间:2025-07-10 23:23:04
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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回弹性是衡量材料在受到冲击或变形后恢复其原始形状和尺寸能力的重要物理性能指标。它直接反映了材料吸收和释放能量的效率,对于评估材料的抗疲劳性、耐用性、缓冲性能以及能量损失至关重要。高回弹性的材料在冲击后能量损失小,能快速恢复,广泛应用于轮胎、鞋底、运动场地、密封件、减震垫、运动器材、家具海绵、包装材料等领域。准确、可靠地测定材料的回弹性,对于产品质量控制、材料选型、新产品研发以及满足相关行业标准和法规要求具有不可替代的意义。
回弹性检测的核心目标是量化材料在特定条件下的回弹能力,主要关注的检测项目包括:
回弹率/回弹值: 这是最核心的指标,通常表示为百分比 (%)。它衡量冲击体(如钢球或摆锤)冲击材料表面后回弹的高度(或角度)与初始下落高度(或角度)的比值。比值越高,表明材料的回弹性越好,能量损失越小。
能量损失率/滞后损失: 与回弹率相对应,表示冲击过程中材料吸收并耗散为热能等不可恢复能量的比例。通常通过计算回弹率间接得到(100% - 回弹率%)。
回弹曲线: 在更先进的动态力学分析中,可以绘制材料的应力-应变循环曲线,从曲线中分析回弹过程中的能量耗散和恢复特性。
进行回弹性检测需要专门的仪器设备,主要类型包括:
1. 落球回弹仪: 这是最常用、最经典的回弹性测试设备。基本原理是让一个规定质量和直径的钢球从一定高度(H1)自由下落,垂直冲击水平放置的试样表面,测量钢球回弹后达到的最大高度(H2)。回弹率 R 直接计算为 (H2 / H1) × 100%。适用于橡胶、塑料、泡沫材料、弹性体、运动场地板等。
2. 摆锤式回弹仪: 该类仪器使用一个带有冲击头的摆锤,将其提升到固定起始角度后释放,使其自由下落冲击试样,测量摆锤回弹达到的最大角度。回弹率通过比较回弹角度和初始起始角度计算得出。原理与落球法类似,但在某些标准(如塑料冲击测试的某些方法)中有应用。
3. 动态机械分析仪: DMA 通过对材料施加周期性应力(或应变),测量材料的模量(如储能模量、损耗模量)和损耗因子(tan δ)。虽然不直接给出“回弹率”,但损耗因子(tan δ = 损耗模量 / 储能模量)是表征材料粘弹性和能量损失(滞后损失)的关键参数,与回弹性密切相关(tan δ 越小,通常回弹性越好)。适用于研究材料在不同温度、频率下的粘弹行为及其与回弹性的关系。
4. 冲击回弹测试机: 这类设备通常结合了更复杂的控制和测量系统(如高速摄像机、力传感器、位移传感器),用于模拟更真实的冲击场景或测试高回弹材料(如高性能弹性体),能提供更详细的冲击-回弹过程数据。
回弹性检测方法主要基于上述仪器原理,具体步骤由相关标准规定:
1. 落球法: * 制备符合标准尺寸要求的试样(通常为片状或块状)。 * 将试样水平、无约束地放置在稳固的基座上。 * 调整落球装置,确保钢球能垂直自由落体冲击试样中心区域。 * 将钢球提升至标准规定的初始高度(H1),固定。 * 释放钢球使其自由下落冲击试样。 * 测量钢球第一次回弹后达到的最高点高度(H2)。 * 计算回弹率 R = (H2 / H1) × 100%。 * 通常需在同一试样不同位置或不同试样上重复测试多次(如5次),取平均值作为最终结果。
2. 摆锤法: * 制备并放置好试样。 * 将摆锤抬升至标准规定的起始角度(或高度)。 * 释放摆锤使其自由摆动冲击试样。 * 读取记录摆锤冲击后回弹达到的最大角度。 * 根据标准规定的公式计算回弹值(通常以角度表示或转换为能量比率)。
3. 动态机械分析法: * 根据测试要求(拉伸、压缩、弯曲)制作和安装试样。 * 设定测试条件:温度范围、频率范围、应变/应力幅值、升温速率等。 * 运行测试程序,DMA仪器自动施加振荡力并测量响应。 * 分析测试结果,重点获取损耗因子(tan δ)曲线图,并在特定温度或频率下比较数值。较低的tan δ值通常对应较好的回弹性。
通用要点: * 环境温湿度控制: 回弹性测试结果对环境温湿度敏感,测试通常在标准实验室温湿度(如23±2°C, 50±5% RH)下进行,或按特定标准要求控制。 * 试样状态调节: 试样在测试前需在规定环境中放置足够时间以达到平衡。 * 仪器校准: 测试仪器需定期进行校准,确保高度、角度、质量等参数的准确性。
回弹性检测有众多国际、国家和行业标准,确保测试结果的一致性和可比性。以下是一些广泛应用的标准:
1. 国际标准 (ISO): * ISO 4662: 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 回弹性的测定。这是橡胶行业最基础、最广泛采用的回弹性标准,主要使用落球法。 * ISO 8307: 软质泡沫聚合材料 - 落球法回弹性能的测定。专门针对泡沫材料(如海绵)。
2. 美国标准 (ASTM): * ASTM D2632: 橡胶性能的标准试验方法 - 垂直回弹。类似于ISO 4662,落球法。 * ASTM D3574: 软质多孔材料—块状聚氨酯泡沫的标准试验方法。该标准中包含测试泡沫回弹性的方法(H部分),也常用落球法。 * ASTM D7121: 用冲击法测定弹性地板回弹性的标准试验方法。针对运动地板、PVC地板等弹性铺地材料。 * ASTM D4065: 塑料动态机械性能测定的标准规程。涉及使用DMA测试损耗因子等与回弹相关的粘弹性能。
3. 中国标准 (GB): * GB/T 1681: 硫化橡胶回弹性的测定。等效采用 ISO 4662。 * GB/T 6670: 软质聚氨酯泡沫塑料回弹性能的测定。等效采用 ISO 8307。 * GB/T 19851.11: 中小学体育器材和场地 第11部分:合成材料面层运动场地。其中包含了对运动场面层冲击吸收(与回弹性能相关)的要求和测试方法(通常采用冲击吸收测试仪,原理与回弹相关)。 * GB/T 29616: 热塑性弹性体 多孔材料 落球法回弹性的测定。 * 其他相关标准:如GB/T 18258(阻尼材料 阻尼性能测试方法)等也可能涉及与回弹相关的损耗因子测试。
4. 行业/产品特定标准: 许多具体产品(如鞋类、轮胎、运动器材)的行业标准或产品标准中,也会包含对该产品所用材料的回弹性要求及相应的测试方法。
选择标准依据: 在实际检测中,应根据被测材料的类型(橡胶、塑料、泡沫、复合材料等)、应用领域(工业部件、消费品、运动场地等)以及客户或法规的具体要求,选择最适用的测试标准。标准中会详细规定试样的尺寸和制备方法、测试仪器参数、测试环境、具体操作步骤、结果计算和报告格式等。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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