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GB／T 41941-2022 硫化橡胶 疲劳裂纹扩展速率的测定.pdf

流化橡胶疲劳裂纹扩展速率的测定

本文件描述了测定硫化橡胶在长时间往复疲劳下裂纹扩展速率的方法。裂纹从试样预先割口的尖 端开始并逐步扩展，直到最终裂纹达到完全破坏的足够大。使用纯剪切试样，通过监测裂纹在循环加载 下的长度变化，以获得裂纹扩展速率，即每次循环裂纹长度的增加。通过改变试样的应变振幅来调整加 载在试样上的应变能密度，达到测量不同撕裂能条件下裂纹扩展速率的目的。 本文件适用于硫化橡胶疲劳裂纹扩展速率的测定。

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/T2941橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（GB/T2941一2006，ISO23529：2004专项施工方案专家论证制度， IDT)

具有预先割口的纯剪切试样在受到循环加载的过程中，裂纹长度随着形变循环次数的增加面增加。

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裂纹长度通过定点监测装置进行测量，与循环次数呈函数对应关系。所测数据经分析处理，得到裂纹扩 展速率结果。试样的裂纹扩展速率用撕裂能表征，取决于试样的应变能密度

试样裂纹的扩展应通过配有高速相机的图像处理装置进行监测。测试过程中应跟踪测量裂纹的 化，同时记录作为加载循环次数函数的裂纹长度，从而提供裂纹扩展速率。

当测试在特定温度下进行时，如标准实验室温度或GB/T2941规定的其他温度，应使用能够将 持在规定测试温度的温控箱（如图1所示）。箱内应设有温度传感器，靠近或位于试样的位置。

5.4厚度和宽度测量仪器

式样厚度和宽度的测量仪器应符合GB/T2941的

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疲劳裂纹扩展速率试验

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B型：试样条尺寸为157mm长（L)和13mm宽（h。）。为降低边缘效应的影响，长宽比（L） h。)应不小于10。试样薄片区域的厚度（t。）应小于2mm。上下夹持区域为圆柱状，圆柱直径 (d）为6mm。 两种类型试样所得试验结果不一定相同，试验结果不可进行比较

每种试验条件应至少使用3个试样。

6.3模压与试验的时间间隔

除非因技术原因另有规定，否则应遵守下列要求（见GB/T2941)： 对于所有的试验，模压和试验之间应至少间隔16h。 对于非成品试验，硫化和试验之间的最长间隔应为四周，为确保试验可比，试验宜尽可能在相 同的时间间隔后进行。 对于成品试验，硫化和试验之间宜尽可能不超过3个月；在其他情况下，应在收到样品之日起 两个月内进行测试。

在硫化和试验之间的间隔期，试样宜尽可能完全避光。 在测量和测试之前，试样应在标准实验室温度下调节至少3h。 如果试验要在标准实验室温度以外的温度下进行，则在试验前应将试样置于试验温度下调节足够 长的时间，以确保其达到试验温度（见GB/T2941）。

在硫化和试验之间的间隔期，试样宜尽可能完全避光。 在测量和测试之前，试样应在标准实验室温度下调节至少3h。 如果试验要在标准实验室温度以外的温度下进行，则在试验前应将试样置于试验温度下调节足够 长的时间，以确保其达到试验温度（见GB/T2941）。

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每个试样需要预先切出一个割口，以消除撕裂过程引发的随机裂口。在切割之前，按试验中应施加 的最大应变对试样进行3次拉伸。然后，在试验即将开始之前，用锋利的刀片在试样的一端中部切割出 约30mm长的割口。 注：如有需要，在试样上标注出压延方向。

测量通常在GB/T2941中规定的标准实验室温度下进行。如果需要在高于或低于标准实验 度下进行试验，则应从GB/T2941中规定的温度中选择

如果需要，可以通过改变应变范围参数（PR），在非松弛条件下进行试验，其中每次循环 变不为零。

在纯剪切试样中，撕裂能(T)通过公式(1)计算： T=WXh 式中： 1 撕裂能，单位为焦耳每平方米（J/m²)； W 应变能密度，单位为焦耳每立方米（J/m²)； 未应变试样的宽度DBJ43 323-2017 建筑施工承插型轮扣式钢管支架安全技术规程.pdf，单位为米（m）

GB/T 41941—2022

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图4裂纹扩展速率的测定

α和β是硫化橡胶疲劳裂纹扩展特征的常数，主要由机械效应而非环境因素引起。 注：对于大多数硫化橡胶，常数β的值一般在2～6之间，主要取决于橡胶的类型和一些次要因素，如所用的配 合剂。 图5是裂纹扩展速率与撕裂能的关系示例，由炭黑（N351)填充的SBR胶料在40C下使用35%的 应变振幅和1Hz的循环加载频率下测得。

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部分市政工程施工工艺目前此方法没有可参考的精密度数据。

试验报告应包括以下信息。 a) ）样品说明： 1）样品及其来源的详细说明； 2）配方组成及硫化条件； 3）样品制备的详细说明。 b） 试验方法：文件的名称及编号。 c） 试验说明： 1）使用的试样类型（A型或B型）； 2）试验温度； 3）循环频率； 4）应变振幅； 5）如果试验是在非松弛状态下进行的，所使用的应变范围； 6）测定应变能密度的方法； 7 ）与本文件中所列出的任何操作步骤上的差异。

图5裂纹扩展速率（dc/dn）与撕裂能（T）的