缓冲材料静态压缩特性试验方法
1 范围
本文件规定了缓冲材料静态压缩特性的试验原理、试验设备、试样、试验步骤、结果计算及试验报告。
本文件适用于评定缓中材料在静态载荷作用下的压缩应力应变特性，以及计算缓冲系数。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4857.2 包装 运输包装件基本试验 第2部分：温湿度调节处理
GB/T 8166 缓冲包装设计
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
静态压缩试验 static compression test
在规定条件下对缓冲材料逐渐施加压缩载荷，以确定应力-应变关系的试验。
3.2
缓冲系数 cushioning factor
材料在承受压缩载荷时，单位体积所能吸收的能量与对应的应力之比。
3.3
塑性变形 plastic deformation
卸除载荷后，材料不能恢复的变形部分。
4 试验原理
将试样置于压缩试验机的两块平行压板之间，以恒定速度沿一个方向对试样进行压缩，记录压缩过程中的载荷和相应的变形量，绘制应力-应变曲线，并据此计算缓冲系数。
5 试验设备
5.1 压缩试验机
压缩试验机应满足以下要求：
a) 压板尺寸应大于试样尺寸，两压板应保持平行，其平行度偏差应小于1mm；
b) 压板移动速度应能恒定控制在(12±3)mm/min；
c) 载荷示值误差不应超过±1%；
d) 位移示值误差不应超过±1%。
5.2 载荷与位移测量系统
应能连续记录或显示压缩过程中的载荷值和压板位移值。
5.3 数据处理系统
宜配备计算机数据采集与处理系统，自动采集载荷和位移数据，并生成应力-应变曲线和缓冲系数曲线。
6 试样
6.1 试样制备
从待测缓冲材料上截取试样，试样形状通常为长方体或圆柱体。试样的厚度应不低于25mm，受力面积应不小于100cm²。当材料厚度不足25mm时，可采用多层叠加的方式，但层数不应超过3层，且层间不应使用粘合剂。
6.2 试样数量
每组试样数量应不少于5个。
6.3 试样预处理
按GB/T 4857.2的规定，在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%的环境下进行预处理，时间不少于24h。试验应在与预处理相同的环境条件下进行。
7 试验步骤
7.1 测量试样尺寸
用精度不低于0.02mm的游标卡尺测量试样的长度、宽度(或直径)和厚度，每个尺寸至少在两个不同位置测量，取算术平均值。
7.2 安装试样
将试样置于压缩试验机下压板的中心位置，确保试样与上下压板接触良好。
7.3 预压接触
调整上压板位置，使其与试样刚好接触。此时将位移示值归零，载荷示值归零。
7.4 施加压缩载荷
以(12±3)mm/min的速度沿试样厚度方向进行压缩。连续记录压缩过程中的载荷和位移数据，直至试样被压实(即载荷急剧增加)或达到预设的最大应变(通常为70%~80%)。
7.5 卸载与测量
达到预定压缩量后，立即以相同的速度卸载，直至载荷为零。记录卸载后的试样厚度，作为测量塑性变形的依据。
7.6 重复试验
重复7.2~7.5的步骤，测试同组其余试样。
8 结果计算
8.1 应力计算
按公式(1)计算压缩过程中各点的应力：
σ = F / A₀ .................................(1)
式中：
σ —— 压缩应力，单位为帕斯卡(Pa)；
F —— 施加在试样上的载荷，单位为牛顿(N)；
A₀ —— 试样的初始受力面积，单位为平方米(m²)。
8.2 应变计算
按公式(2)计算压缩过程中各点的应变：
ε = ΔT / T₀ .................................(2)
式中：
ε —— 压缩应变；
ΔT —— 试样的压缩变形量，单位为毫米(mm)；
T₀ —— 试样的初始厚度，单位为毫米(mm)。
8.3 单位体积吸收能计算
按公式(3)计算应变从0到ε范围内，单位体积材料所吸收的能量：
e = ∫₀ᵋ σ dε .................................(3)
式中：
e —— 单位体积吸收能，单位为焦耳每立方米(J/m³)；
σ —— 压缩应力，单位为帕斯卡(Pa)；
ε —— 压缩应变。
8.4 缓冲系数计算
按公式(4)计算各应变点对应的缓冲系数：
C = σ / e .................................(4)
式中：
C —— 缓冲系数；
σ —— 压缩应力，单位为帕斯卡(Pa)；
e —— 单位体积吸收能，单位为焦耳每立方米(J/m³)。
8.5 数据处理
绘制应力-应变曲线和缓冲系数-应力曲线(或缓冲系数-最大应力曲线)。所有数值按GB/T 8170进行修约。
9 试验报告
试验报告应至少包括以下内容：
a) 试验依据的标准编号；
b) 试样名称、材质、规格、密度及生产日期；
c) 试样预处理条件；
d) 试验环境条件；
e) 压缩速度；
f) 应力-应变曲线和缓冲系数-应力曲线；
g) 最大应力对应的缓冲系数最小值；
h) 试验日期、试验人员及审核人员。
缓冲材料动态压缩特性试验方法
1 范围
本文件规定了缓冲材料动态压缩特性的试验原理、试验设备、试样、试验步骤、结果计算及试验报告。
本文件适用于评定缓冲材料在动态冲击载荷作用下的缓冲性能，即通过重锤冲击模拟实际跌落环境，测定材料的最大冲击加速度-静应力曲线。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4857.2 包装 运输包装件基本试验 第2部分：温湿度调节处理
GB/T 8166 缓冲包装设计
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 14745 包装 缓冲材料 动态压缩试验方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
动态压缩试验 dynamic compression test
通过重锤冲击试样，模拟产品在流通过程中所受的冲击作用，测定缓冲材料动态特性的试验。
3.2
最大冲击加速度 Gmax
在冲击过程中，重锤减速度的最大值，通常以重力加速度g的倍数表示。
3.3
静应力 static stress
重锤质量所产生的静态力与试样受力面积的比值。
3.4
动态缓冲系数 dynamic cushioning factor
在动态冲击条件下，材料缓冲效率的表征参数，可通过动态试验数据计算得到。
4 试验原理
将一定质量的落锤提升至规定高度，使其自由跌落冲击放置在刚性基座上的缓冲材料试样。通过安装在落锤上的加速度传感器测量冲击过程中的加速度-时间历程，记录最大加速度值。改变落锤质量(即改变静应力)或跌落高度，重复试验，得到不同条件下的最大加速度值，绘制最大加速度-静应力曲线，作为缓冲包装设计的依据。
5 试验设备
5.1 动态压缩试验机
动态压缩试验机应满足以下要求：
a) 落锤质量应可调节，质量范围应能满足试验所需的静应力要求；
b) 跌落高度应可调节，通常应在0~1000mm范围内可调，误差不超过±2%；
c) 落锤导向机构应保证落锤下落时摩擦阻力小，且垂直冲击中心与试样几何中心偏差不大于2mm；
d) 基座应为质量不小于落锤质量50倍的刚性体，安装于坚固的基础上，以确保冲击能量不外泄。
5.2 测量系统
5.2.1 加速度传感器
应选用压电式或压阻式加速度传感器，主要技术指标包括：
—— 量程：应根据预估的最大加速度选择，通常应在50g~1000g范围内；
—— 频率响应：应覆盖试验冲击脉冲的主要频率成分，通常要求谐振频率高于30kHz；
—— 横向灵敏度：应小于5%。
5.2.2 数据采集与分析系统
应能满足以下要求：
a) 采样频率：每通道应不低于100kHz；
b) 分辨率：不低于12位；
c) 具备滤波、积分、频谱分析等功能；
d) 能实时显示和记录加速度-时间曲线，并读取最大加速度值和脉冲持续时间。
5.3 厚度测量装置
采用精度不低于0.02mm的长度测量器具。
6 试样
6.1 试样尺寸
试样应为规则的长方体或圆柱体。推荐试样尺寸为：长、宽均为(100±5)mm或直径(100±5)mm，厚度为(25±2)mm。对于厚度不足25mm的材料，可多层叠加，但不应超过3层，层间不应使用粘合剂。
6.2 试样数量
对于同一材料、同一厚度、同一处理条件，每组试样数量应不少于5个。
6.3 试样预处理
按GB/T 4857.2的规定，在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%的环境下进行预处理，时间不少于24h。试验应在与预处理相同的环境条件下进行。
7 试验步骤
7.1 确定试验参数
根据材料的预期用途，确定试验的跌落高度和静应力范围。跌落高度一般模拟产品的预期跌落高度。静应力范围应覆盖材料在实际应用中可能承受的载荷。
7.2 测量试样尺寸
用精度不低于0.02mm的游标卡尺测量试样的厚度，至少测量中心及四角共5点，取算术平均值。
7.3 安装试样
将试样放置在试验机基座的中心位置，确保试样与基座完全接触。
7.4 调整落锤质量
根据预设的静应力值，按公式(5)计算所需落锤的质量：
m = σₛ × A / g .................................(5)
式中：
m —— 落锤质量，单位为千克(kg)；
σₛ —— 预设的静应力，单位为帕斯卡(Pa)；
A —— 试样的受力面积，单位为平方米(m²)；
g —— 重力加速度，取9.8m/s²。
7.5 安装加速度传感器
将加速度传感器牢固安装在落锤上，使其敏感轴与冲击方向一致。
7.6 冲击试验
将落锤提升至预设高度，释放落锤使其自由冲击试样。记录冲击过程中的加速度-时间曲线，读取最大加速度值Gm。观察并记录试样的变形情况。
每个试样在同一条件下通常只冲击一次。
7.7 改变静应力
保持跌落高度不变，改变落锤质量(即改变静应力)，更换新试样，重复7.2~7.6的步骤。每个静应力水平下应测试不少于5个试样，取Gm的平均值作为该静应力下的最大加速度值。
7.8 改变跌落高度
如有需要，改变跌落高度，重复上述步骤，可得到不同跌落高度下的最大加速度-静应力曲线簇。
8 结果计算与曲线绘制
8.1 静应力计算
按公式(6)计算各次试验对应的静应力：
σₛ = m × g / A .................................(6)
式中：
σₛ —— 静应力，单位为帕斯卡(Pa)；
m —— 落锤质量，单位为千克(kg)；
g —— 重力加速度，取9.8m/s²；
A —— 试样的初始受力面积，单位为平方米(m²)。
8.2 平均最大加速度计算
对于同一静应力水平下的n次试验结果，按公式(7)计算平均最大加速度：
Ḡ = (G₁ + G₂ + ... + Gₙ) / n .................................(7)
式中：
Ḡ —— 平均最大加速度，单位为重力加速度的倍数(g)；
G₁...Gₙ —— 各次试验测得的最大加速度，单位为重力加速度的倍数(g)；
n —— 试样数量。
8.3 绘制曲线
以静应力σₛ为横坐标，平均最大加速度Ḡ为纵坐标，绘制最大加速度-静应力曲线。
8.4 动态缓冲系数计算(可选)
按公式(8)计算动态缓冲系数：
C_d = Ḡ × m × g × h / (V × e) .................................(8)
这是一个复杂的公式，实践中常通过能量法简化。更常用的简化公式为：
C_d = Ḡ × σₛ / (m × g × h / V) 的变形，但通常不直接计算，而是通过曲线直接读取。
在实际应用中，主要使用最大加速度-静应力曲线进行缓冲设计，如GB/T 8166所述方法。
9 试验报告
试验报告应至少包括以下内容：
a) 试验依据的标准编号；
b) 试样名称、材质、规格、密度、生产日期及生产单位；
c) 试样尺寸及预处理条件；
d) 试验环境条件(温度、相对湿度)；
e) 跌落高度；
f) 静应力范围；
g) 最大加速度-静应力曲线(可列表给出数据)；
h) 每次冲击的加速度-时间曲线(或典型曲线)；
i) 试验日期、试验人员及审核人员。
缓冲材料回弹性试验方法
1 范围
本文件规定了缓冲材料回弹性的试验方法，包括厚度恢复率法和压缩永久变形率法。
本文件适用于各种多孔状、纤维状及泡沫塑料类缓冲材料。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4857.2 包装 运输包装件基本试验 第2部分：温湿度调节处理
GB/T 6669 软质泡沫聚合材料 压缩永久变形的测定
GB/T 10653 高聚物多孔弹性材料 压缩永久变形的测定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
回弹性 resilience
缓冲材料在承受压缩载荷并卸除后，恢复其原始厚度或形状的能力。
3.2
厚度恢复率 thickness recovery rate
试样经压缩并恢复规定时间后，其厚度与初始厚度的百分比。
3.3
压缩永久变形 compression set
试样经压缩后，在规定的恢复时间后存在的不可恢复的变形量，以原始厚度的百分比表示。
4 试验原理
对试样施加规定的静载荷或动态冲击，并保持一定时间后卸载，让试样在规定条件下自由恢复，然后测量其厚度，计算厚度恢复率或压缩永久变形率，以评价材料的抗疲劳性能和长期缓冲能力。
5 试验设备
5.1 压缩装置
对于静态压缩法，使用符合本文件第5章要求的压缩试验机，或能够施加恒定静载荷的砝码加载装置。压板尺寸应大于试样尺寸。
对于动态压缩法，使用符合本文件第5章要求的动态压缩试验机。
5.2 厚度测量装置
采用精度不低于0.02mm的游标卡尺或专用厚度计。厚度计的压脚应能产生(220±50)Pa的压力，以保证测量条件的一致性。
5.3 计时器
精度不低于1秒。
6 试样
6.1 试样尺寸
试样应为规则的长方体或圆柱体，尺寸要求与静态压缩试验或动态压缩试验相同。推荐厚度为(25±2)mm，受力面积不小于100cm²。
6.2 试样数量
每组试样数量应不少于5个。
6.3 试样预处理
按GB/T 4857.2的规定，在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%的环境下进行预处理，时间不少于24h。测量和试验应在与预处理相同的环境条件下进行。
7 试验步骤
7.1 静态压缩回弹性试验(定变形法)
7.1.1 初始厚度测量：用厚度计测量试样中心点的初始厚度T₀。
7.1.2 压缩：将试样置于压缩试验机两压板之间，以(12±3)mm/min的速度压缩至原厚度的50%(或规定的其他比例)，在此状态下保持22h(或规定的其他时间)。
7.1.3 卸载与恢复：迅速卸除载荷，将试样从试验机中取出，放置在平整的台面上，让其自由恢复。
7.1.4 最终厚度测量：在卸载后30min(或24h，根据要求确定)，用同一厚度计在同一位置测量试样的厚度T₁。
7.2 静态压缩回弹性试验(定载荷法)
7.2.1 初始厚度测量：同7.1.1。
7.2.2 加载：在试样上施加规定的静载荷(如0.05MPa)，保持22h。
7.2.3 卸载与恢复：同7.1.3。
7.2.4 最终厚度测量：同7.1.4。
7.3 动态压缩回弹性试验
7.3.1 初始厚度测量：同7.1.1。
7.3.2 动态冲击：使用动态压缩试验机，选择某一代表静应力(如0.02MPa)和跌落高度(如600mm)，对试样进行规定次数(如10次、100次或更多)的重复冲击。
7.3.3 恢复：冲击完成后，将试样从基座上取下，放置在平整的台面上，让其自由恢复30min。
7.3.4 最终厚度测量：同7.1.4。
8 结果计算
8.1 厚度恢复率计算
按公式(9)计算厚度恢复率：
R = (T₁ / T₀) × 100% .................................(9)
式中：
R —— 厚度恢复率，%;
T₀ —— 试样初始厚度，单位为毫米(mm)；
T₁ —— 试样恢复后的厚度，单位为毫米(mm)。
8.2 压缩永久变形率计算
按公式(10)计算压缩永久变形率：
Cₛ = [(T₀ - T₁) / T₀] × 100% .................................(10)
式中：
Cₛ —— 压缩永久变形率，%;
T₀ —— 试样初始厚度，单位为毫米(mm)；
T₁ —— 试样恢复后的厚度，单位为毫米(mm)。
8.3 数据处理
取5个试样计算结果的算术平均值作为最终结果，按GB/T 8170进行数值修约。
9 试验报告
试验报告应至少包括以下内容：
a) 试验依据的标准编号；
b) 试样名称、材质、规格、密度及生产日期；
c) 试样预处理条件；
d) 试验方法(静态定变形/静态定载荷/动态)；
e) 压缩条件(压缩率/载荷值/冲击次数、跌落高度、静应力)；
f) 保持时间、恢复时间；
g) 单个试样的厚度恢复率或压缩永久变形率及平均值；
h) 试验日期、试验人员及审核人员。
缓冲材料振动传递特性试验方法
1 范围
本文件规定了缓冲材料振动传递特性的试验原理、试验设备、试样、试验步骤、结果计算及试验报告。
本文件适用于评定缓冲材料在正弦扫频振动或随机振动作用下的隔振性能，主要测定其振动传递率-频率曲线(即隔振特性曲线)。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4857.2 包装 运输包装件基本试验 第2部分：温湿度调节处理
GB/T 4857.7 包装 运输包装件基本试验 第7部分：正弦定频振动试验方法
GB/T 4857.10 包装 运输包装件基本试验 第10部分：正弦变频振动试验方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
振动传递率 vibration transmissibility
在稳态振动条件下，响应振动的加速度幅值与激励振动的加速度幅值之比。
3.2
共振频率 resonance frequency
振动传递率达到最大值时所对应的频率。
3.3
隔振区域 vibration isolation region
振动传递率小于1的频率区域，即材料起到隔振作用的频率范围。
4 试验原理
将一定质量的刚性质量块置于缓冲材料试样上，组成一个单自由度弹簧-质量系统。将此系统安装在振动台上，对振动台施加正弦扫频激励或随机激励。测量质量块的响应加速度和振动台的激励加速度，计算不同频率下的振动传递率T，绘制T-f曲线，从而确定系统的共振频率、共振点传递率及隔振起始频率。
5 试验设备
5.1 振动试验系统
振动试验系统应满足以下要求：
a) 振动台：应能产生正弦扫频振动和随机振动，推力应能满足质量块与夹具的总质量要求；
b) 控制与测量系统：应能精确控制振动台的频率和幅值，并实时采集激励点和响应点的加速度信号；
c) 扫频范围：应能覆盖5Hz~500Hz，或根据实际需要确定；
d) 波形失真度：在试验频率范围内，加速度波形失真度应小于10%。
5.2 质量块
质量块应为刚性体，通常采用金属材料制成。其质量应根据预设的静应力及试样受力面积确定。质量块与试样接触的面应为平整的刚性平面，尺寸应略大于试样尺寸。质量块上应预留安装加速度传感器的螺纹孔。
5.3 加速度传感器
采用两只性能一致的加速度传感器，一只安装在振动台台面上(激励)，另一只安装在质量块上(响应)。传感器技术要求同5.2.1。
5.4 数据采集与分析系统
应具备双通道或多通道同时采集功能，能实时计算传递函数(幅频特性和相频特性)。采样频率和分析频率范围应满足试验要求。
6 试样
6.1 试样尺寸
试样形状通常为长方体。推荐试样尺寸为：长、宽均为(100±5)mm，厚度为(25±2)mm。对于厚度不足的材料，可多层叠加，但应确保叠加后整体厚度均匀，且层间不滑动。
6.2 试样数量
每组试样数量应不少于3个。
6.3 试样预处理
按GB/T 4857.2的规定，在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%的环境下进行预处理，时间不少于24h。试验应在与预处理相同的环境条件下进行。
7 试验步骤
7.1 确定试验参数
根据预期的应用场景，确定质量块的质量(即静应力)。按公式(6)计算。静应力通常选取几个有代表性的值，如0.01MPa、0.02MPa、0.03MPa等。
确定振动激励的幅值。通常采用定加速度扫频，加速度幅值可取0.5g、1.0g等；或采用定位移扫频，位移幅值可取0.5mm、1.0mm等。
7.2 测量试样尺寸
用精度不低于0.02mm的游标卡尺测量试样的厚度和受力面尺寸。
7.3 安装试样与质量块
将试样放置在振动台台面的中心位置。将质量块平稳地放置在试样上，确保质量块底面与试样上表面完全接触且对中。为防止质量块在振动过程中倾覆或滑落，可设置非刚性的安全导向装置，但不应影响系统的振动特性。
7.4 安装加速度传感器
将两只加速度传感器分别牢固地安装在振动台台面(或夹具)和质量块上。传感器的敏感轴应与振动方向一致。
7.5 施加预载(如需)
对于某些蠕变性较大的材料，可在正式试验前，将质量块放置在试样上保持一定时间(如10min)，使材料产生一定的初始变形，以达到相对稳定的状态。
7.6 正弦扫频试验
7.6.1 设置扫频参数：设定扫频范围(如5Hz~300Hz)、扫频速率(如1oct/min)、激励幅值(如0.5g)。
7.6.2 启动试验：启动振动台，开始扫频。数据采集系统同步记录激励加速度和响应加速度的时间历程。
7.6.3 监测与记录：实时观察传递率曲线。当出现共振峰时，记录共振频率f₀和共振传递率Tₚ。
7.7 更换静应力
保持试样不变(通常需更换新试样)，改变质量块的质量(即改变静应力)，重复7.2~7.6的步骤。
7.8 更换试样厚度
如有需要，改变试样的厚度或层数，重复上述步骤，研究厚度对隔振性能的影响。
8 结果计算与曲线绘制
8.1 振动传递率计算
按公式(11)计算各频率点对应的振动传递率：
T(f) = A_response(f) / A_excitation(f) .................................(11)
式中：
T(f) —— 频率f处的振动传递率；
A_response(f) —— 频率f处的响应加速度幅值，单位为米每二次方秒(m/s²)或重力加速度的倍数(g)；
A_excitation(f) —— 频率f处的激励加速度幅值，单位为米每二次方秒(m/s²)或重力加速度的倍数(g)。
8.2 绘制传递率曲线
以频率f(对数坐标或线性坐标)为横坐标，传递率T为纵坐标，绘制振动传递率曲线。
8.3 特征参数提取
从曲线上读取或计算以下特征参数：
a) 共振频率f₀：传递率最大值对应的频率；
b) 共振传递率Tₚ：传递率的最大值；
c) 隔振起始频率f_c：传递率T=1时所对应的频率；
d) 动刚度K_d：根据共振频率和载荷质量，按公式(12)估算系统的动刚度。
K_d = (2πf₀)² × m .................................(12)
式中：
K_d —— 系统的动刚度，单位为牛顿每米(N/m)；
f₀ —— 共振频率，单位为赫兹(Hz)；
m —— 质量块的质量，单位为千克(kg)。
9 试验报告
试验报告应至少包括以下内容：
a) 试验依据的标准编号；
b) 试样名称、材质、规格、密度、厚度及生产日期；
c) 试样预处理条件；
d) 试验环境条件(温度、相对湿度)；
e) 试验参数：质量块质量、静应力、激励幅值、扫频范围、扫频速率；
f) 振动传递率-频率曲线(可列表给出数据)；
g) 共振频率、共振传递率、隔振起始频率；
h) 试验日期、试验人员及审核人员。
缓冲材料蠕变与应力松弛特性试验方法
1 范围
本文件规定了缓冲材料在长期静载荷作用下的蠕变与应力松弛特性的试验方法。
本文件适用于评价缓冲材料在持续载荷下的尺寸稳定性和缓冲能力的持久性。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4857.2 包装 运输包装件基本试验 第2部分：温湿度调节处理
GB/T 11546.1 塑料 蠕变行为的测定 第1部分：拉伸蠕变
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
蠕变 creep
材料在恒定应力(载荷)作用下，其变形随时间不断增加的现象。
3.2
应力松弛 stress relaxation
材料在恒定应变(变形)条件下，其内部应力随时间逐渐衰减的现象。
4 试验原理
蠕变试验：对试样施加恒定的静态压缩载荷，在设定的时间间隔内连续测量或记录试样的厚度(变形量)，绘制蠕变曲线(变形-时间曲线)。
应力松弛试验：将试样压缩至并保持在一个恒定的应变状态，测量为维持该应变所需的载荷随时间的变化，绘制应力松弛曲线(应力-时间曲线)。
5 试验设备
5.1 蠕变试验装置
可采用以下两种装置之一：
a) 砝码加载式蠕变架：利用杠杆原理，通过砝码对试样施加恒定的压应力。加载压板应平整、平行，且质量可忽略或已计入载荷。应配备精确的位移测量装置(如百分表、位移传感器)，精度不低于0.01mm，并能长时间连续监测。
b) 电子蠕变试验机：具备载荷保持功能，能通过伺服系统自动调整压板位置以维持载荷恒定，并自动记录位移-时间数据。
5.2 应力松弛试验装置
采用电子压缩试验机，具备位移保持功能，能在达到设定压缩量后自动维持压板位置不变，并连续记录载荷-时间数据。载荷测量精度应满足5.1的要求。
5.3 恒温恒湿箱
应能将温度控制在(23±2)℃或指定的其他温度，相对湿度控制在(50±5)%或指定的其他湿度，并能在试验期间维持恒定。
5.4 厚度测量装置
同本文件第5.2条。
6 试样
6.1 试样尺寸
试样要求同静态压缩试验。推荐试样厚度不小于25mm，受力面积不小于100cm²。
6.2 试样数量
每组试样数量应不少于3个。
6.3 试样预处理
按GB/T 4857.2的规定，在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%的环境下进行预处理，时间不少于24h。试验应在与预处理相同的环境条件下进行。
7 试验步骤
7.1 蠕变试验步骤
7.1.1 初始厚度测量：用厚度计测量试样中心点及周边点的初始厚度，取平均值作为T₀。
7.1.2 安装试样与加载系统：将试样置于蠕变架的下压板中心，安装位移传感器，使其测头与上压板接触，调零。
7.1.3 施加恒定载荷：根据预设的静应力值，计算所需施加的总载荷F = σ × A。迅速而平稳地通过杠杆或直接加载的方式施加该载荷。加载瞬间记为时间零点t₀。
7.1.4 数据记录：在加载后的特定时间点(如1min、6min、12min、30min、1h、2h、4h、8h、24h、48h、72h、168h……)记录位移读数dt(即变形量)。鼓励使用自动数据采集系统。
7.1.5 试验周期：根据要求确定试验总时长，通常为24h、168h(7天)或更长。
7.2 应力松弛试验步骤
7.2.1 初始厚度测量：同7.1.1。
7.2.2 安装试样：将试样置于电子压缩试验机的下压板中心。
7.2.3 压缩至设定应变：以(12±3)mm/min的速度压缩试样，直至达到预设的应变值(如25%或50%)。此时的载荷记为F₀。
7.2.4 保持应变：启动试验机的“位移保持”功能，使压板位置固定，维持该应变不变。
7.2.5 数据记录：连续记录载荷F随时间t的变化。记录时间点要求同7.1.4。
8 结果计算
8.1 蠕变应变计算
按公式(13)计算各时间点的蠕变应变：
ε_c(t) = [d(t) / T₀] × 100% .................................(13)
式中：
ε_c(t) —— t时刻的蠕变应变，%;
d(t) —— t时刻的压缩变形量，单位为毫米(mm)；
T₀ —— 试样初始厚度，单位为毫米(mm)。
8.2 蠕变率计算
按公式(14)计算规定时间内的蠕变率：
C_r(t) = [d(t) - d(t₁)] / T₀ × 100% .................................(14)
通常t₁取1min，计算1min后的蠕变增长。
8.3 应力松弛率计算
按公式(15)计算各时间点的应力松弛率：
R_s(t) = { [F₀ - F(t)] / F₀ } × 100% .................................(15)
式中：
R_s(t) —— t时刻的应力松弛率，%;
F₀ —— 初始最大载荷，单位为牛顿(N)；
F(t) —— t时刻的载荷，单位为牛顿(N)。
8.4 绘制曲线
绘制蠕变应变-时间曲线(通常采用对数时间坐标)和应力松弛曲线。
9 试验报告
试验报告应至少包括以下内容：
a) 试验依据的标准编号；
b) 试样名称、材质、规格、密度及生产日期；
c) 试样预处理条件；
d) 试验环境条件(温度、相对湿度)；
e) 蠕变试验：施加的静应力值、试验持续时间、蠕变应变-时间曲线(或数据表)；
f) 应力松弛试验：预设的应变值、试验持续时间、应力松弛曲线(或数据表)；
g) 试验日期、试验人员及审核人员。
缓冲材料检测范围与应用领域
缓冲材料的检测覆盖了从原材料入库到成品出货的全过程，同时也针对不同的应用领域有特定的检测项目和要求。以下按应用领域分类，详细说明缓冲材料的检测范围。
1 电子电器产品包装领域
电子电器产品如电脑、手机、家电、精密仪器等，价值高、易损坏，对缓冲材料的性能要求极为严格。
主要检测项目：
—— 动态缓冲性能：必须进行动态压缩试验，获取不同跌落高度(通常为600mm~1200mm)下的最大加速度-静应力曲线。这是进行缓冲垫结构设计和尺寸计算的核心依据。检测需涵盖产品可能的跌落姿态(面、棱、角)。
—— 振动传递特性：需进行正弦扫频和随机振动试验，确定材料的共振频率和隔振起始频率。特别是对于含有精密元器件(如硬盘、光学头)的产品，需确保在运输振动环境下，材料能有效隔离外界振动，防止产品内部共振。
—— 静电防护性能(针对防静电材料)：检测表面电阻、体积电阻、静电衰减时间等。在电子产品包装中，缓冲材料不仅要缓冲，还需具备静电耗散能力，防止静电放电损坏敏感元器件。
—— 蠕变性能：电子产品仓储和运输周期可能较长，需评估材料在长期静压(如堆码)下的厚度损失，以避免缓冲垫变薄导致产品松动，失去保护作用。
2 医疗器械与精密仪器领域
该领域产品如分析仪器、医疗成像设备、手术器械等，通常重量大、重心高、对冲击和振动极其敏感。
主要检测项目：
—— 高载荷下的静态与动态压缩特性：静应力范围远高于电子产品，可能达到0.1MPa以上。需测试材料在高应力下的应力-应变行为和缓冲系数，确保能支撑重物且有效吸能。
—— 冲击能量吸收特性：除常规跌落外，还需模拟叉车撞击、运输途中的意外碰撞等。可能需要进行倾斜冲击试验和水平冲击试验的模拟分析，重点测试材料在多次冲击后的性能衰减(耐久性)。
—— 洁净度与析出物：医疗器械包装常在洁净室环境中进行，且可能与产品直接接触。因此需要检测缓冲材料的掉屑、掉粉情况，以及是否含有有害物质或挥发性气体(进行VOC检测)，防止污染器械或影响无菌屏障。
—— 温湿度适应性：医疗器械运输环境多变，需在不同温湿度条件下(如高温高湿、低温)测试材料的缓冲性能稳定性，确保其在极端环境下仍能提供有效保护。
3 家具与建材领域
应用包括家具包装角垫、减震垫层、隔音材料等。
主要检测项目：
—— 静态压缩特性：侧重于长期静载荷作用下的变形特性。如沙发、床垫内部的泡沫材料，需检测其压陷硬度(ILD)、压陷因子和长期使用后的压缩永久变形率，以评估舒适性和耐用性。
—— 回弹性：对于缓冲垫层，回弹率是关键指标。常用落球回弹法(测试钢球回弹高度比)或动态回弹模量测试，评估材料的瞬间回复能力。
—— 耐疲劳性：模拟长期反复坐卧或踩踏，进行数十万次的动态疲劳压缩试验，测试试验后材料的厚度损失、硬度变化和外观状态(是否开裂、粉化)。
—— 燃烧性能：作为家具或建筑材料，必须符合燃烧等级要求。需进行垂直燃烧、水平燃烧、氧指数等测试，确保材料具有阻燃性或满足特定防火标准。
4 物流运输与周转箱领域
适用于可重复使用的周转箱、大型设备运输包装等。
主要检测项目：
—— 多次冲击性能衰减：这是周转箱用缓冲材料的核心检测项。需
