国家标准计划《机械振动与冲击 黏弹性材料动态力学性能的表征 第6部分 时温叠加》由 TC53(全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会)归口,TC53SC1(全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会减振材料及设备分会)执行 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 上海材料研究所 、西南交通大学等 。
17 计量学和测量、物理现象 |
17.160 振动、冲击和振动测量 |
本标准等同采用ISO国际标准:ISO 18437-6:2017。
采标中文名称:机械振动与冲击 黏弹性材料动态力学性能的表征 第6部分 时温叠加。
黏弹性材料在振动噪声控制领域有着非常广泛的应用,其动态力学性能的表征、测试和参数调控是航空航天、机械、建筑、车辆、轨道等工程领域结构优化设计的前提,是联系基体材料配方与结构设计的桥梁和纽带。
黏弹性材料具有特定的动态力学性能,可使不同工程结构、关键部件、减振降噪装备等达到最优工作状态,这对各国战略需求和经济建设有着极其重要的意义。
鉴于此,国际ISO组织于2017年发布了ISO 18437-6:2017 《机械振动与冲击 黏弹性材料动态力学性能的表征 第6部分 时温叠加》。
而我国国家标准体系中尚无此类国家标准,专门规范黏弹性材料动态模量、机械阻尼和体积压缩等关键力学特性的表征方法和测评指南。
在我国以往和目前的黏弹性材料力学性能测评工作中,橡胶工业领域的国家规范体系相对健全,硬度、强度、耐候性、回弹性等材料属性测试评估方法均有国家标准进行详细规定,此外硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能、压缩应力应变性能的测试指南分别由国家发布的GB/T 528-2009和GB/T 7757-2009明确,然而上述参数皆属静态或准静态力学指标。
相比之下,橡胶材料动态力学特性的测定方法仅有我国2006年等同采用国际标准ISO 4664-1:2005发布实施的GB/T 9870.1-2006《硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定 第1部分:通则》,以及2008年等同采用国际标准ISO 4664-2:2006发布实施的GB/T 9870.2-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶动态性能的测定.第2部分:低频扭摆法》,分别概述了硫化橡胶或热塑性橡胶动态力学特性的测试方法,和补充了硫化橡胶或热塑性橡胶在较宽温度区间,低频小应变条件下的剪切模量和机械阻尼特性测评方法。
但是上述规范仅给出了材料动力特性笼统的测定方法,且仅对硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸模量、压缩模量、剪切模量测试方法做了简要区分,比如式样形状尺寸、试验基本条件等,而未对试验细节进行严格约束和规范性讲解,体积模量和泊松比等关键性参数亦未涉及。
此外,与橡胶材料相比,我国在塑料、复合纤维材料等其他类别黏弹性材料的动态力学性能表征与测评方法方面尤待完善。
以塑料材料为例,截至目前,我国对塑料动态力学特性的测定仅发布了GB/T 33061.1-2016 《塑料 动态力学性能的测定 第1部分:通则》,等同采用国际标准ISO 6721-1。
可见,我国国家标准体系中缺乏严格、统一的黏弹性材料动态力学特性表征测评方法。
黏弹性材料制品的动态性能测试,我国各大生产厂家及科研机构大多参考机械系统和通用件类、机械制造类、铁路工程类、造船和海上构筑物类、航空器和航天器工程类、仪器设备类等相关规范进行产品设计、生产和验收,而缺少了材料力学性能的最优设计和评估步骤,不利于黏弹性材料动态性能在已知设计结构中的最佳发挥。
尽管黏弹性材料制品应用领域十分广泛,但黏弹性材料本身的固有力学属性应具有统一的表征参数、测试方法和评价体系,否则可能在不同行业间产生不必要的理解偏差,因此亟待加以规范统一。
黏弹性材料动态性能参数以及黏弹性材料制品中材料属性的统一评价,有利于充分发挥准则对实际工程问题的理论指导作用。
我国正在向更高水平先进制造业大国迈进,为落实《装备制造业标准化和质量提升计划》,实现“到2020年,重点领域国际标准转化率达到90%以上”的目标,国家标准化管理委员会于2017年10月发布了《装备制造业重点领域国际标准转化工作计划》,其中ISO 18437-1:2012已被列入工业“四基”计划列表中。
可见,尽早对该国际标准进行消化吸收,在此基础上制定出相应的国家标准,将该领域的先进测评标准在国内进行有效推广和应用,对构建新经济体系逐步实现现代化强国目标具有十分积极的作用。
本国际标准采标项目为ISO 18437系列标准的第6部分,与第1~4部分以及第5部分详细规定的隔振器常用各向同性黏弹性材料动态力学特性(即弹性模量、剪切模量、压缩模量、损耗因子和泊松比)紧密相关。 本部分及第2至第4以及第5部分详细说明的测量方法和数据采集分析方法,可用于: ——高效隔振器的设计; ——为设计选取最优回弹性材料; ——隔振器振动传递率的理论计算; ——产品研发过程中所需信息; ——生产厂商和供应商提供的产品信息; ——产品质量控制。 主要技术内容包括:范围、规范性引用文件、术语和定义、测量原理、单试样测量方法、双试样测量方法、测量设备、试样准备和安装、试样调理、不确定性的主要来源、时温叠加等内容。