应力松弛检测:揭示材料性能的重要环节

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应力松弛检测:揭示材料性能的重要环节

概括

应力松弛(Stress Relaxation)是指在恒定应变条件下,材料或结构随时间的推移,其内部应力逐渐降低的现象。这种现象广泛出现在弹性和塑性材料中,尤其在橡胶、塑料、金属等材料的长期使用过程中,表现得尤为明显。应力松弛检测则是通过科学的方法,精准测量材料应力随着时间变化的过程,进而评估其长期耐用性和稳定性。这一检测在材料工程、航空航天、汽车制造等领域具有重要意义。

检测样品

应力松弛检测所用的样品通常是各种具有弹性或塑性特征的材料,例如:橡胶、塑料、金属合金、复合材料等。样品的形状一般为标准化的试样,比如片状、条状或圆柱形试件。选择样品时,需要特别注意材料的预处理条件,例如温度、湿度等环境因素,以确保检测结果的准确性和可靠性。此外,样品的尺寸和表面状态(如光滑度、粗糙度等)也会影响测试的结果,因此这些因素在实验前需要做详细的记录与分析。

检测项目

应力松弛检测主要包括以下几个项目:

  • 应力变化率:检测材料在特定时间内,随着外部负载施加后的应力变化程度。
  • 应力松弛时间:记录在恒定应变状态下,材料应力降至初始应力的一定百分比所需的时间。
  • 应力保持率:在给定时间点上,材料保持的应力与初始应力的比值。
  • 应力松弛特性:通过图表绘制应力随时间变化的趋势曲线,进一步分析其松弛特性。

这些项目帮助研究人员了解材料的长时间使用过程中的应力变化情况,从而评估其稳定性和耐用性。

检测仪器

应力松弛检测需要使用专用的仪器设备,常见的检测仪器包括:

  • 拉伸试验机:用于施加恒定的应变,并在过程中记录材料的应力变化。
  • 应力松弛仪:专门用于监测在特定时间内,材料应力随时间的松弛程度。
  • 热机械分析仪(TMA):可在不同温度条件下进行应力松弛测试,以模拟材料在实际使用中的环境变化。

这些仪器能够提供精确的数据,并帮助科学家和工程师对材料的应力松弛特性进行深入分析,确保其在长时间使用下的性能稳定性。

检测方法

应力松弛检测通常采用以下几种方法:

  • 恒应变法:将材料样品置于拉伸试验机中,施加恒定的应变并保持,记录材料在不同时间点的应力值。
  • 应力控制法:固定外部应力条件,通过测量应变随时间的变化,推算出材料的应力松弛特性。
  • 动态机械分析法(DMA):通过施加周期性的应力或应变,监测材料的储能模量和损耗模量,评估其应力松弛行为。

在实际操作中,选择合适的检测方法取决于材料类型、试验环境以及所需的精度水平。不同方法之间的对比与选择,能够提供更全面的应力松弛数据。

检测标准(部分)

《 QJ 2487-1993 复合固体推进剂单向拉伸应力松弛模量及主曲线测定方法 》标准简介

  • 标准名称:复合固体推进剂单向拉伸应力松弛模量及主曲线测定方法
  • 标准号:QJ 2487-1993
    中国标准分类号:V72
  • 发布日期:1993-03-29
    国际标准分类号:73.040
  • 实施日期:1993-10-01
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:采矿和矿产品QJ 航天
  • 内容简介:

《 JJG (化工) 108-1991 橡胶压缩应力松弛仪检定规程 》标准简介

  • 标准名称:橡胶压缩应力松弛仪检定规程
  • 标准号:JJG (化工) 108-1991
    标准状态:已作废
  • 发布日期:1991
    归口单位
  • 实施日期:1991
    发布部门:国家市场监督管理总局
  • 代替标准:被JJF(石化)040-2020代替
    标准类别:计量检定规程
  • 文件格式:纸质版或者PDF电子版(用Acrobat Reader打开)或Word版本doc格式
  • 内容简介:

《 DB51/T 1629-2013 冷轧带肋钢筋应力松弛试验规范 》标准简介

  • 标准名称:冷轧带肋钢筋应力松弛试验规范
  • 标准号:DB51/T 1629-2013
    中国标准分类号:A42
  • 发布日期:2013-11-12
    国际标准分类号:19.060
  • 实施日期:2013-12-01
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:四川省质量技术监督局
  • 标准分类:试验四川省科学研究和技术服务业
  • 内容简介:

    地方标准《冷轧带肋钢筋应力松弛试验规范》,主管部门为四川省质量技术监督局。

《 HG/T 3243-2006 硫化橡胶拉伸应力松弛仪技术条件 》标准简介

  • 标准名称:硫化橡胶拉伸应力松弛仪技术条件
  • 标准号:HG/T 3243-2006
    中国标准分类号:G98
  • 发布日期:2006-01-17
    国际标准分类号:71.120
  • 实施日期:2006-07-01
    技术归口:化学工业橡胶测试仪器设备标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家发展和改革委员会
  • 标准分类:化工技术HG 化工
  • 内容简介:

    行业标准《硫化橡胶拉伸应力松弛仪技术条件》由化学工业橡胶测试仪器设备标准化技术委员会归口上报,主管部门为国家发展和改革委员会。

《 JB/T 7758.7-2008 柔性石墨板 应力松弛试验方法 》标准简介

  • 标准名称:柔性石墨板 应力松弛试验方法
  • 标准号:JB/T 7758.7-2008
    中国标准分类号:J22
  • 发布日期:2008-02-01
    国际标准分类号:21.140
  • 实施日期:2008-07-01
    技术归口:机械工业填料静密封标准化技术委员会
  • 代替标准:代替JB/T 6625-1993
    主管部门:国家发展和改革委员会
  • 标准分类:机械系统和通用件JB 机械
  • 内容简介:

    行业标准《柔性石墨板 应力松弛试验方法》由机械工业填料静密封标准化技术委员会归口上报,主管部门为国家发展和改革委员会。JB/T7758的本部分规定了测试柔性石墨板应力松弛的试验设备、试样的规格形状、试验步骤及试验结果的计算方法。本部分适用于厚度不小于0.3mm、密度不小于0.90g/cm的柔性石墨板的应力松弛测试。

《 HG/T 3243-1987 硫化橡胶拉伸应力松弛仪.技术条件 》标准简介

  • 标准名称:硫化橡胶拉伸应力松弛仪.技术条件
  • 标准号:HG/T 3243-1987
    中国标准分类号:G40
  • 发布日期:1987-12-10
    国际标准分类号:17.040.30
  • 实施日期:1988-05-01
    技术归口:
  • 代替标准:代替ZB N74001-1987被HG/T 3243-2005代替
    主管部门:
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象仪器仪表HG 化工试验机与无损探伤仪器力与变形测试仪器
  • 内容简介:

    原标准号ZB N74001-87本标准适用于70~150℃、70~250℃温度下,试样在试验过程中均处于拉伸状态的应力松弛仪。

《 GB/T 41940-2022 橡胶 用无转子密闭剪切流变仪测定黏度和应力松弛 》标准简介

  • 标准名称:橡胶 用无转子密闭剪切流变仪测定黏度和应力松弛
  • 标准号:GB/T 41940-2022
    中国标准分类号:G40
  • 发布日期:2022-12-30
    国际标准分类号:83.060
  • 实施日期:2023-04-01
    技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
  • 内容简介:

    国家标准《橡胶 用无转子密闭剪切流变仪测定黏度和应力松弛》由TC35(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会)归口,TC35SC2(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分会)执行,主管部门为中国石油和化学工业联合会。

    本文件描述了一种在规定条件下测量生胶和混炼胶黏度和应力松弛的试验方法。黏度的测定在应变、温度和频率恒定的条件下进行,且在试验过程中可以测定复数剪切模量中的弹性剪切模量和损耗剪切模量。剪切应力松弛的测定在静态应变和温度恒定的条件下进行,且在试验过程中能够测定扭矩的下降。

《 GB/T 10120-1996 金属应力松弛试验方法 》标准简介

  • 标准名称:金属应力松弛试验方法
  • 标准号:GB/T 10120-1996
    中国标准分类号:H22
  • 发布日期:1996-09-27
    国际标准分类号:77.040.10
  • 实施日期:1997-03-01
    技术归口:全国钢标准化技术委员会
  • 代替标准:被GB/T 10120-2013代替
    主管部门:中国钢铁工业协会
  • 标准分类:冶金金属材料试验金属材料机械试验
  • 内容简介:

    国家标准《金属应力松弛试验方法》由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,主管部门为中国钢铁工业协会。

    本标准规定了金属材料应力松弛试验的原理、术语及定义、符号、试样设备、试验程序、试验数据处理及试验报告。 本标准适用于测定金属材料的室温和高温(≤1000℃)拉伸和弯曲应力松弛性能。温度超过1000℃时,其试验要求可通过协商确定。 注:预应力钢材的试样、试验程序及数据处理见附录A(标准的附录)。

《 GB/T 13643-1992 硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩应力松弛的测定 环状试样 》标准简介

  • 标准名称:硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩应力松弛的测定 环状试样
  • 标准号:GB/T 13643-1992
    中国标准分类号:G40
  • 发布日期:1992-09-01
    国际标准分类号:83.060
  • 实施日期:1993-07-01
    技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
  • 代替标准:被GB/T 1685-2008代替
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
  • 内容简介:

    本标准规定了三种测定硫化橡胶或热塑性橡胶环状试样压缩应力松弛的方法。 本标准适用于测定恒定压缩应变状态下的硫化橡胶或热塑性橡胶环状试样,在一定温度的介质中作用不同时间后其压缩力的变化。 方法A:在试验温度下压缩试样,并进行全部压缩力的测定。 方法B:在标准试验室温度下压缩试样,并进行全部压缩力的测定。 方法C:在标准试验室温度下压缩试样,在试验温度下进行全部压缩力的测定。 注:用A、B和C三种方法进行测定得到的数值不同,其结果不能进行相互比较,应根据试验目的选择合适的试验方法。

《 GB/T 12621-1990 管法兰垫片 应力松弛试验方法 》标准简介

  • 标准名称:管法兰垫片 应力松弛试验方法
  • 标准号:GB/T 12621-1990
    中国标准分类号:J15
  • 发布日期:1990-12-14
    国际标准分类号:23.040.80
  • 实施日期:1991-10-01
    技术归口:机械电子工业部机械标准化研究所
  • 代替标准:被GB/T 12621-2008代替
    主管部门:中国机械工业联合会
  • 标准分类:流体系统和通用件管道部件和管道管和软管组件的密封件
  • 内容简介:

    本标准规定了管法兰用垫片应力松弛的A、B两种试验方法。 本标准的试验方法A主要适用于石棉橡胶垫片、聚四氟乙烯包复垫及纸垫,橡胶软木垫也可参考使用。 本标准的试验方法B主要适用于聚四氟乙烯包复垫片、金属包复垫片及缠绕式垫片等软质垫片及复合垫片,石棉橡胶垫片也可适用。

《 GB/T 9871-1988 硫化橡胶老化性能的测定(拉伸应力松弛试验) 》标准简介

  • 标准名称:硫化橡胶老化性能的测定(拉伸应力松弛试验)
  • 标准号:GB/T 9871-1988
    中国标准分类号:G40
  • 发布日期:1988-09-20
    国际标准分类号:83.060
  • 实施日期:1989-05-01
    技术归口:
  • 代替标准:被GB/T 9871-2008代替
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
  • 内容简介:

    本标准规定了三种测量试样在给定伸长状态下应力变化的方法。其目的是测定硫化橡胶的老化性能。 本标准适用于硫化橡胶以应力松弛仪或拉力试验机进行的拉伸应力松弛试验。

《 GB/T 1685-1982 硫化橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定 》标准简介

  • 标准名称:硫化橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定
  • 标准号:GB/T 1685-1982
    中国标准分类号:G34
  • 发布日期:1982-03-12
    国际标准分类号:83.060
  • 实施日期:1982-12-01
    技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
  • 代替标准:被GB/T 1685-2008代替
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
  • 内容简介:

    国家标准《硫化橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定》由TC35(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会)归口,主管部门为中国石油和化学工业联合会。

    本标准适用于硫化橡胶压缩应力松弛性能的测定,特别适用于作为密封材料的橡胶制品的应用研究。

《 GB/T 39152-2020 铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法 》标准简介

  • 标准名称:铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法
  • 标准号:GB/T 39152-2020
    中国标准分类号:H22
  • 发布日期:2020-10-11
    国际标准分类号:77.040.10
  • 实施日期:2021-09-01
    技术归口:全国有色金属标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国有色金属工业协会
  • 标准分类:冶金金属材料试验金属材料机械试验
  • 内容简介:

    国家标准《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》由TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC2(全国有色金属标准化技术委员会重金属分会)执行,主管部门为中国有色金属工业协会。

    本标准规定了铜及铜合金材料弯曲应力松弛试验方法的方法原理、仪器设备、试样、试验条件、试验前各参数的确定、试验步骤、试验数据处理、试验报告。本标准适用于厚度为0.1mm~1.0mm的铜及铜合金板带材在恒定应变条件下弯曲应力松弛性能的测定。

《 GB/T 1685.2-2019 硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩应力松弛的测定 第2部分:循环温度下试验 》标准简介

  • 标准名称:硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩应力松弛的测定 第2部分:循环温度下试验
  • 标准号:GB/T 1685.2-2019
    中国标准分类号:G40
  • 发布日期:2019-12-10
    国际标准分类号:83.060
  • 实施日期:2020-11-01
    技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
  • 内容简介:

    国家标准《硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩应力松弛的测定 第2部分:循环温度下试验》由TC35(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会)归口,TC35SC2(全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分会)执行,主管部门为中国石油和化学工业联合会。

    GB/T1685的本部分规定了用于测定硫化橡胶或热塑性橡胶在循环温度下压缩到并保持在一恒定应变状态下压缩作用力降低的两种方法。方法A:试验温度在高温和低温间定期间隔交变,高温阶段评价橡胶材料的耐老化性能,低温阶段可以评价橡胶材料的密封性能。方法B:试验温度在高温和低温间连续交变,以使橡胶材料内部产生热应力。压缩作用力通过连续测量系统来测定。试样应为柱状和环状两种类型。不同形状和尺寸的试样,所得结果不同,只有相同形状和尺寸的试样,其试验结果可以进行比较。环状试样特别适用于液体环境中应力松弛的测定。

《 GB/T 10120-2013 金属材料 拉伸应力松弛试验方法 》标准简介

  • 标准名称:金属材料 拉伸应力松弛试验方法
  • 标准号:GB/T 10120-2013
    中国标准分类号:H22
  • 发布日期:2013-09-06
    国际标准分类号:77.040.10
  • 实施日期:2014-05-01
    技术归口:全国钢标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 10120-1996
    主管部门:中国钢铁工业协会
  • 标准分类:冶金金属材料试验金属材料机械试验
  • 内容简介:

    国家标准《金属材料 拉伸应力松弛试验方法》由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC4(全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分会)执行,主管部门为中国钢铁工业协会。

    本标准规定了金属材料应力松弛试验的术语和定义、符号及说明、试验原理、试验设备、试样、试验程序、试验结果的数值修约、试验报告。本标准适用于金属材料在恒定应变和温度条件下拉伸应力松弛性能的试验方法。高温环状弯曲应力松弛试验,也可参照本标准执行,见附录A。

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结语

应力松弛检测是评估材料长期性能的一个重要环节,它帮助工程师了解材料在实际应用中的稳定性与耐用性。通过科学的检测方法和精准的仪器设备,可以为新材料的开发与优化提供重要的数据支持。随着技术的不断发展,应力松弛检测也将更加精准,助力各行各业提升材料使用的安全性与可靠性。

结语

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