ГОСТ 23326-78
Группа Л69
ОКСТУ 2509*
______________
* Введено дополнительно, Изм. N 1.
Дата введения 1980-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 октября 1978 г. N 2774 срок действия установлен с 01.01.1980 г. до 01.01.1985 г.*
________________
* Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4, 1994 год). - Примечание изготовителя базы данных.
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 1980 г.
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие с 01.09.89 Постановлением Госстандарта СССР от 21.03.89 N 582
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 6, 1989 год
Настоящий стандарт распространяется на резину и устанавливает общие требования к методам динамических испытаний, предназначенных для определения упруго-гистерезисных характеристик резин при деформациях сдвига, сжатия, кручения и растяжения, ударного нагружения.
Стандарт соответствует международному стандарту МС ИСО 2856-81.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ
1.1. Форма образцов для испытания зависит от вида деформации, типа динамического движения, способа крепления образцов и определяется нормативно-технической документацией на резины и резиновые изделия.
1.2. Форма образцов
1.2.1. Для испытаний на сдвиг применяют образцы в виде:
квадратных призм со стороной основания в четыре раза больше чем высота, фактор формы (
) равен 1,0;
прямоугольных призм с квадратным сечением в плоскости, перпендикулярной направлению сдвига, и со стороной основания в три раза, больше, чем высота,
равно 1,0;
цилиндров с радиусом основания, равным его высоте,
равно 0,9.
1.2.2. Для испытаний на сжатие применяют образцы в виде:
квадратных призм со стороной основания в два раза больше чем высота,
равно 1,5;
цилиндров с радиусом основания, равным половине его высоты,
равно 1,1.
1.2.3. Для испытаний на кручение применяют образцы в виде:
полосок с прямоугольным поперечным сечением шириной
и толщиной
, при этом
должно быть больше или равно
, а длина полоски
должна быть не менее чем в 10 раз больше ее ширины;
цилиндров с высотой, превышающей не менее чем в 6 раз радиус его основания,
равно 1,0.
1.2.4. Для испытаний на растяжение применяют образцы в виде стержней круглого или прямоугольного сечения длиной, превышающей не менее чем в 8 раз его диаметр или ширину,
равно 1,0.
1.2.5. Для испытаний на ударное нагружение применяют образцы в виде диска, толщину которого выбирают из следующего ряда: (2,0±0,2), (4,0±0,2), (6,3±0,3) или (12,5±0,5) мм.
Испытания проводят сферическим или круглым плоским индектором, который должен перемещаться перпендикулярно к плоскости образца.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2. АППАРАТУРА
2.1. Аппаратура для испытаний должна обеспечивать:
2.1.1. Тип динамического движения:
свободные затухающие колебания;
вынужденные нерезонансные колебания;
вынужденные резонансные колебания;
ударное нагружение;
вращение с пульсирующим смещением.
2.1.2. Вид динамического нагружения:
гармонический;
импульсный (полусинусоидальный произвольной формы);
затухающие колебания с логарифмическим декрементом смещения 1,0;
периодические полусинусоидальные циклы и ударные нагрузки.
2.1.1, 2.1.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.1.3. Задаваемый параметр динамического режима:
деформация;
напряжение;
энергия.
2.1.4. Диапазон частот:
до 1 Гц;
от 1 до 100 Гц;
свыше 100 Гц.
2.2. Наименьшая собственная частота машины для испытания должна быть не менее чем на порядок выше частоты испытания. Во время испытаний заданные амплитуды напряжения или деформации и частота должны поддерживаться постоянными. Регистрирующая аппаратура должна иметь линейные характеристики и на ее чувствительность не должны влиять вибрации и температура испытания. Параметры машины должны устанавливаться в нормативно-технической документации.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.3. При применении методов вынужденных нерезонансных колебаний применяют машины с регистрацией гистерезисной петли.
Допускается применение машин без непрерывной регистрации силы в зависимости от деформации образца.
2.4. При применении методов свободных затухающих колебаний применяют машины с регистрацией затухающих колебаний в зависимости от времени испытания.
2.5. Для проведения испытаний в широком температурном интервале машины должны быть снабжены термокриокамерами с автоматическим регулированием заданной температуры испытания.
2.6. Температура в испытательной камере должна поддерживаться с погрешностью не более ±2 °С. При испытаниях резины вблизи температуры перехода из высокоэластического в стеклообразное состояние эта погрешность может быть уменьшена до ±0,5 °С. При температурах свыше 200 °С допускается погрешность не более ±3 °С.
Температуру испытания выбирают из следующего ряда: -75, -55, -40, -25, -10, 0, 20, 23, 27, 40, 50, 70, 85, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250 °С.
Если в процессе испытания при больших частотах и амплитудах деформаций образец разогревается до температуры, превышающей температуру испытания с учетом указанной погрешности, то измеряют фактическую температуру образца и в протоколе испытания указывают погрешность измерения.
При проведении испытаний погрешность не должна превышать:
±2% - для частоты колебаний;
±5% - для амплитуды деформации и амплитуды напряжения.
3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
3.1. Подготовка образцов для испытаний - по ГОСТ 269-66 и нормативно-технической документации на резины и резиновые изделия.
3.2. Параметры, характеризующие динамический режим нагружения, приведены в обязательном приложении 1.
Для каждого конкретного метода параметры режима указаны в нормативно-технической документации на резины и резиновые изделия.
3.3. Предпочтительными являются испытания при деформациях и напряжениях сдвига.
3.4. Испытания при свободных затухающих колебаниях (10
-10
Гц) применяют для резин, механические потери которых невелики (логарифмический декремент затухания
менее 1).
При свободных затухающих колебаниях могут применяться следующие режимы: испытание при заданной максимальной амплитуде напряжения, испытание при заданной максимальной амплитуде деформации. Эти методы позволяют варьировать частоту в узком интервале изменением размеров испытуемого образца или дополнительной массы и дополнительной жесткости.
3.5. Испытания при вынужденных нерезонансных колебаниях (10
-10
Гц) применяют для резин с механическими потерями, изменяющимися в широких пределах. Эти методы позволяют варьировать в широком интервале частоту нагружения, амплитуду деформации или напряжения.
При вынужденных нерезонансных колебаниях с симметричным циклом могут применяться следующие режимы: испытания при заданной амплитуде деформации, испытание при заданной амплитуде напряжения.
В случае асимметричного цикла применяют режимы, в которых заданы:
среднее и амплитудное значение деформаций;
среднее и амплитудное значение напряжений;
среднее значение напряжения и амплитудное значение деформации;
среднее значение деформации и амплитудное значение напряжения.
3.6. Испытания при вынужденных резонансных колебаниях (1-10
Гц) применяют для резин с небольшими механическими потерями (тангенс угла механических потерь
не более 0,4).
3.7. Ударные испытания (10
-10
Гц) применяют для резин с механическими потерями, изменяющимися в широких пределах.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.8. Если один и тот же образец необходимо испытать при нескольких значениях динамического параметра, то проводят испытания при менее жестких условиях, а затем переходят к испытаниям при более жестких условиях (при более высокой частоте и большей амплитуде).
Если требуется провести испытания одного образца при различных температурах, то испытания начинают при низких температурах, затем переходят к более высоким температурам.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Требования к определению динамических характеристик приведены в нормативно-технической документации на резины и резиновые изделия.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2. Показатели, используемые для характеристики динамических свойств резины, приведены в приложении 1.
4.3. Комплексный модуль при сдвиге, сжатии и растяжении, динамический модуль упругости, модуль потерь, тангенс угла механических потерь (фактор потерь), угол механических потерь, коэффициент механических потерь (относительный гистерезис), модуль внутреннего трения определяют при гармоническом режиме нагружения для характеристики упруго-гистерезисных свойств резины.
4.4. Константа упругости (коэффициент жесткости) и константа затухания, определяемые при гармоническом режиме нагружения, зависят от геометрии образца.
4.5. При негармоническом режиме нагружения определяют следующие показатели: динамический модуль упругости, коэффициент механических потерь (относительный гистерезис), модуль внутреннего трения.
4.6. Выбор динамических характеристик резины зависит от условий и параметров испытаний. Зависимость динамических свойств резины от условий испытания приведена в справочном приложении 2.
4.7. Определение динамических характеристик при свободных затухающих колебаниях
Для расчета динамического модуля упругости и модуля потерь должны быть определены частота и логарифмический декремент затухания, размеры образца, его деформация и момент инерции колеблющейся системы.
4.8. Определение динамических характеристик при вынужденных нерезонансных колебаниях
При больших деформациях образца может наблюдаться отклонение формы петли механического гистерезиса от эллипса (чертеж). В этом случае неэллиптическую петлю принимают эквивалентной эллипсу с той же амплитудой напряжения и деформации.
Неэллиптическая петля механического гистерезиса

- амплитуда деформации;
- амплитуда напряжения
Для определения механических потерь за цикл (
) необходимо геометрическую площадь петли (заштрихованную на чертеже) умножить на масштабы по осям абсцисс (
) и ординат (
).
Абсолютную величину комплексного модуля при сдвиге (
) вычисляют по формуле
.
Динамический модуль упругости (
) и модуль потерь (
) при сдвиге вычисляют по формулам:
;
.
Если нет возможности записать полную петлю механического гистерезиса, то определяют амплитуды напряжения и деформации и угол механических потерь (
). В этом случае динамические характеристики вычисляют по формулам:
;
;
.
4.9. Определение динамических характеристик при вынужденных резонансных колебаниях
Для расчетов динамических характеристик определяют частоту, амплитуды силы или смещения при резонансе. Динамический модуль упругости рассчитывают по резонансной частоте, а тангенс угла механических потерь - по ширине резонансного максимума и резонансной частоте.
4.10. Определение динамических характеристик при ударных испытаниях
Для расчета эластичности по отскоку (
) необходимо знать положение массы ударника по отношению к образцу до и после удара. Для расчета тангенса угла механических потерь определяют эластичность по отскоку. Для определения динамического модуля упругости необходимо знать массу ударника, его положение до и после удара, размеры образца, длительность удара и максимальную деформацию образца при ударе.
4.11. Неоднородное распределение деформаций в образце учитывается фактором формы, зависящим от отношения площади опорной (нагруженной) поверхности к площади свободной (ненагруженной) поверхности образца.
При испытаниях на сдвиг динамический модуль упругости (
) вычисляют по формуле
,
где
- составляющая напряжения сдвига, совпадающая по фазе с деформацией;
- деформация сдвига;
- фактор формы.
При линейном растяжении или сжатии динамический модуль упругости (
) вычисляют по формуле
,
где
- составляющая нормального напряжения, совпадающая по фазе с деформацией и рассчитанная на первоначальное сечение образца;
- деформация растяжения (сжатия);
- фактор формы.
4.12. Результаты испытаний записывают в протокол испытаний, содержащий следующие данные:
обозначение резины и условия вулканизации;
форму и размеры образца;
обозначение стандарта на метод испытания;
тип машины;
тип динамического движения;
вид деформации;
частоту испытания;
амплитуду деформации, напряжения или энергии;
температуру испытания;
количество образцов для испытания;
значения показателей динамических испытаний;
дату проведения испытания.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (обязательное). ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ДИНАМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ; ПОКАЗАТЕЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕЗИНЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
Таблица 1
Параметры, характеризующие динамический режим нагружения
Параметр
| Определение параметра |
1. Амплитуда напряжения цикла, Па (кгс/см )
| Наибольшее значение переменной составляющей напряжения цикла, равное алгебраической полуразности максимального и минимального напряжений цикла
|
2. Амплитуда деформации цикла | Наибольшее значение переменной составляющей деформации цикла, равное алгебраической полуразности максимальной и минимальной деформаций цикла (черт.1)
|
| 
- амплитуда деформации; - средняя деформация; - петля механического гистерезиса; - минимальная деформация
Черт.1
|
3. Среднее напряжение цикла, Па (кгс/см )
| Алгебраическая полусумма максимального и минимального напряжений цикла |
4. Средняя деформация цикла | Алгебраическая полусумма максимальной и минимальной деформации цикла (см. черт.1)
|
5. Цикл | Совокупность последовательных значений переменных напряжений (деформаций) за один период замкнутого процесса их изменения
|
6. Частота циклов, Гц
| Число циклов в единицу времени |
7. Период цикла, с
| Продолжительность одного цикла |
8. Симметричный цикл | Цикл, у которого максимальное и минимальное напряжения (деформации) равны по величине и противоположны по знаку
|
9. Асимметричный цикл | Цикл, у которого максимальное и минимальное напряжения (деформации) имеют различную величину
|
10. Знакопостоянный цикл | Асимметричный цикл напряжений (деформаций), изменяющихся только по величине (см. черт.1)
|
11. Знакопеременный цикл | Цикл напряжений (деформаций), изменяющихся по величине и по знаку
|
Таблица 2
Показатели, используемые для характеристики динамических свойств резины
Наименование показателя
| Обозначение | Определение показателя |
1. Динамический модуль упругости резины при растяжении или сжатии, Па (кгс/см ) | 
| Отношение составляющей нормального напряжения, совпадающей по фазе с деформацией, к деформации растяжения или сжатия (черт.2)
|
|
| 
1 - составляющая напряжения, совпадающая по фазе с деформацией; 2 - составляющая напряжения, сдвинутая по фазе относительно деформации на 90°; 3 - результирующее напряжение; - угол сдвига фаз между деформацией и напряжением
Черт.2
|
2. Динамический модуль упругости резины при сдвиге, Па (кгс/см )
| 
| Отношение составляющей напряжения сдвига, совпадающей по фазе с деформацией, к деформации сдвига |
3. Константа упругости (коэффициент жесткости) резины, Н/м (кгс/см)
| 
| Отношение составляющей приложенной силы, совпадающей по фазе с деформацией, к смещению |
4. Средний модуль резины, Па (кгс/см )
| или
| Отношение среднего напряжения к средней деформации |
5. Модуль потерь резины при растяжении или сжатии, Па (кгс/см )
| 
| Отношение составляющей нормального напряжения, сдвинутой по фазе относительно деформации на 90°, к деформации растяжения или сжатия (черт.2) |
6. Модуль потерь резины при сдвиге, Па (кгс/см )
| 
| Отношение составляющей напряжения сдвига, сдвинутой по фазе относительно деформации на 90°, к деформации сдвига |
7. Комплексный модуль резины при растяжении или сжатии, Па (кгс/см )
| 
| Отношение результирующего нормального напряжения к деформации растяжения или сжатия, которое представляет собой вектор, соответствующий комплексному числу
|
8. Абсолютная величина комплексного модуля резины при растяжении или сжатии, Па (кгс/см )
| 
| 
|
9. Комплексный модуль резины при сдвиге, Па (кгс/см ) | 
| Отношение результирующего напряжения сдвига к деформации сдвига, которое представляет собой вектор, соответствующий комплексному числу
|
| | 
|
10. Абсолютная величина комплексного модуля при сдвиге, Па (кгс/см )
| 
| 
|
11. Константа затухания резины, Н·с/м (кгс·с/м) | 
| Отношение составляющей приложенной силы, сдвинутой по фазе относительно деформации на 90°, к скорости деформации
|
12. Тангенс угла механических потерь (фактор потерь) резины | 
| Отношение модуля потерь к динамическому модулю упругости.
При деформации растяжения или сжатия 
При деформации сдвига 
Векторное представление составляющих комплексного модуля ( ) дано на черт.3
|
| | 
Черт.3
|
13. Угол механических потерь, радиан (градус) | 
| Угол сдвига фаз между напряжением и деформацией (см. черт.2 и 3)
|
14. Механический гистерезис резины | - | Несовпадение зависимостей напряжение-деформация за цикл при динамическом режиме нагружения и разгружения, имеющее следствием необратимое рассеяние энергии
|
15. Петля механического гистерезиса резины
| - | Замкнутая кривая на диаграмме напряжение-деформация за цикл (см. черт.1) |
16. Удельные механические потери резины за цикл, Дж/м (кгс·см/см ) | 
| Механическая энергия, рассеиваемая в единице объема резины за цикл деформации
Это площадь петли механического гистерезиса, рассчитанная с учетом масштаба по координатам (см. черт.1)
|
17. Коэффициент механических потерь (относительный гистерезис) резины
| 
| Отношение механических потерь резины за цикл к полной энергии деформации цикла |
18. Модуль внутреннего трения резины, Па (кгс/см )
| 
| Удвоенное значение механических потерь цикла при единичном значении амплитуды деформации |
19. Эластичность по отскоку | 
| Отношение возвращенной энергии к энергии, затраченной на деформацию образца резины при ударе
|
20. Логарифмический декремент затухания колебаний
| 
| Натуральный логарифм отношения двух последовательных амплитуд затухающих колебаний |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). ЗАВИСИМОСТЬ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОТ УСЛОВИЙ ИСПЫТАНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
1. Влияние длительности испытания на динамические свойства резин.
Динамические свойства резин могут быстро изменяться в первых циклах испытаний вследствие неустановившегося вязкоупругого поведения резины и тиксотропии структуры наполнителя. Этот эффект особенно резко проявляется в резинах, содержащих наполнители. Поэтому в начале испытаний несколько первых гистерезисных петель открыты и они асимптотически приближаются к устойчивой форме петли (петля
, черт.1, приложение 1). Это изменение формы и положения петли механического гистерезиса иногда называют "дрейфом петли".
При многократных деформациях механические потери могут привести к значительному разогреву резины, изменению ее динамических свойств и преждевременному разрушению образца. Это может быть при больших амплитудах, высоких частотах и длительных испытаниях.
Следовательно, динамические свойства резин не являются стабильными. При проведении стандартных динамических испытаний необходимо исключить результаты начальных циклов и результаты длительных испытаний резины.
2. Зависимость динамических свойств от амплитуды деформации.
Для ненаполненных резин наблюдается слабая зависимость динамического модуля упругости и модуля потерь от амплитуды деформации. Резины, наполненные активными наполнителями, обнаруживают сильную зависимость этих показателей от амплитуды деформации.
Динамический модуль упругости при сдвиге (
) при деформациях от 0,03 до 0,5 может быть вычислен по формуле
,
где
- динамический модуль упругости при сдвиге при малых значениях амплитуды деформации;
- эмпирический коэффициент нелинейности.
Величина этого коэффициента изменяется от 0 для ненаполненных резин до 0,5 для высоконаполненных резин.
Зависимость
от амплитуды деформации более сложная, чем для
: в области малых амплитуд деформаций обнаруживается максимум модуля потерь при сдвиге.
3. Влияние температуры и частоты на динамические свойства.
Зависимость динамических свойств резин от частоты качественно обратна их изменению с температурой: влияние повышения частоты динамического нагружения эквивалентно влиянию понижения температуры. Частота и температура взаимозаменяемы, что следует учитывать в расчетах по прогнозированию работоспособности шин и резино-технических изделий.
Температурно-частотная эквивалентность явилась основой метода температурно-частотного приведения. В связи с тем, что определение динамических свойств резин в широком диапазоне частот вызывает экспериментальные трудности, как правило, их заменяют измерениями в широком интервале температур, что экспериментально гораздо проще.
Метод температурно-частотного приведения позволяет не только пересчитывать соответствующие температурные зависимости в частотные, но и существенно расширять диапазон охватываемых частот.
Модули
(или
) и
(или
) измерены при частоте
и абсолютной температуре
для резины с плотностью
, могут быть преобразованы в приведенные модули
и
при абсолютной температуре
и соответствующей плотности
соотношениями:
;
.
Если вычертить зависимости приведенного модуля
(или
) от логарифма частоты
при различных температурах, то они образуют семейство кривых, каждая из которых соответствует температуре
. Эти кривые могут быть приведены к одной обобщенной кривой при температуре приведения
путем горизонтального смещения их вдоль логарифмической оси частот на величину коэффициента приведения
, данного эмпирическим уравнением Вильямса, Ландела и Ферри (ВЛФ)
,
где
- температура приведения, характерная для данного полимера;
и
- константы.
Уравнение ВЛФ может принимать различные формы; для применения рекомендуется следующее уравнение
,
где
- температура стеклования, определяемая по ГОСТ 12254-66 или дилатометрически при скорости нагревания 0,05 °С/с.
На чертеже представлена схема построения обобщенной кривой приведенного модуля
(1'-7') при температуре приведения
из отдельных участков кривых (1-7), соответствующих различным температурам
; кривая 4 получена при температуре
. Величина
определяет смещение каждой кривой (1-7) вдоль оси
до кривой (1'-7') при температуре
.
Схема построения обобщенной кривой динамического модуля упругости при сдвиге при температуре 

Метод температурно-частотного приведения можно применять в интервале температур от
до
+100 °С для ненаполненных резин на основе аморфных каучуков в предположении, что структура резины не меняется в процессе испытания в вышеуказанном интервале температур. С меньшим успехом этот метод можно применять для саженаполненных резин из-за большого разброса экспериментальных точек на обобщенной кривой, что связано с тиксотропным поведением саженаполненных резин.