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帶的全厚度拉伸強(qiáng)度檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-28 13:54:26 更新時(shí)間：2025-07-27 13:54:26

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

帶的全厚度拉伸強(qiáng)度檢測

全厚度拉伸強(qiáng)度是衡量帶狀材料（如工業(yè)傳送帶、土工布、密封帶、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料帶材等）在承受軸向拉伸載荷時(shí)抵抗斷裂能力的關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。與僅測試材料表層或局部不同，“全厚度”拉伸強(qiáng)度測試要求試樣包含材料的整個(gè)厚度方向的所有層結(jié)構(gòu)，旨在評估材料在真實(shí)受力狀態(tài)下的整體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)完整性。這對于確保帶類產(chǎn)品在動態(tài)載荷、高張力或惡劣工況下的安全服役至關(guān)重要，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量控制、材料研發(fā)、工程設(shè)計(jì)驗(yàn)收及安全評估等領(lǐng)域。

檢測項(xiàng)目

帶的全厚度拉伸強(qiáng)度檢測的核心項(xiàng)目通常包括：

1. 最大拉伸強(qiáng)度 (Maximum Tensile Strength): 試樣在拉伸試驗(yàn)過程中所能承受的最大力值，通常以單位寬度上的力表示（如kN/m或N/mm）。

2. 斷裂強(qiáng)度 (Break Strength): 試樣發(fā)生斷裂瞬間所承受的力值。

3. 伸長率 (Elongation at Break): 試樣在斷裂時(shí)的伸長量相對于原始標(biāo)距長度的百分比，反映材料的延展性。

4. 定負(fù)荷伸長率 (Elongation at a Specified Force): 在達(dá)到規(guī)定負(fù)荷時(shí)試樣的伸長率。

5. 拉伸彈性模量 (Tensile Modulus - 可選): 在應(yīng)力-應(yīng)變曲線初始線性階段，應(yīng)力與應(yīng)變的比值，表征材料抵抗彈性變形的能力。

6. 割線模量 (Secant Modulus - 可選): 在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，從原點(diǎn)到規(guī)定應(yīng)變點(diǎn)連線的斜率。

檢測儀器

進(jìn)行全厚度拉伸強(qiáng)度檢測的核心設(shè)備是電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)（Universal Testing Machine, UTM）：

主要組成部分與要求：

1. 機(jī)架與驅(qū)動系統(tǒng)： 提供穩(wěn)定、可控的位移或力加載。

2. 負(fù)荷傳感器 (Load Cell)： 精確測量施加在試樣上的力值，量程需覆蓋被測材料的預(yù)期強(qiáng)度范圍。

3. 位移/變形測量裝置： * 橫梁位移： 用于粗略測量位移。 * 引伸計(jì) (Extensometer)： 精確測量試樣標(biāo)距段內(nèi)的變形量，對于準(zhǔn)確計(jì)算模量和伸長率至關(guān)重要。通常采用非接觸式（如視頻引伸計(jì)）以適應(yīng)帶狀試樣或接觸式夾持引伸計(jì)（需考慮夾持對試樣影響）。

4. 夾具 (Grips)： * 關(guān)鍵部件： 必須能夠有效夾持全厚度試樣而不造成打滑或在夾持區(qū)域過早斷裂（避免“鉗口斷裂”）。

5. 控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集軟件： 設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)（如拉伸速率、終止條件），實(shí)時(shí)采集力、位移、變形數(shù)據(jù)，并計(jì)算和輸出各項(xiàng)力學(xué)性能結(jié)果。

檢測方法

典型的全厚度拉伸強(qiáng)度檢測流程如下：

1. 試樣制備： * 從代表性樣品上裁取規(guī)定尺寸的全厚度試樣。試樣寬度需保證（如25mm, 50mm），長度應(yīng)足夠滿足標(biāo)距要求和夾持需求。

2. 狀態(tài)調(diào)節(jié)： * 試樣需在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（通常為23±2°C， 50±10% RH）中調(diào)節(jié)足夠時(shí)間（如≥24小時(shí)），以達(dá)到溫濕度平衡。

3. 尺寸測量： * 精確測量試樣的寬度和厚度（至少在標(biāo)距段內(nèi)測量多個(gè)點(diǎn)取平均）。厚度測量對計(jì)算單位寬度的強(qiáng)度非常關(guān)鍵。

4. 裝樣： * 將試樣兩端對稱、垂直地裝入試驗(yàn)機(jī)夾具中，確保試樣軸向與拉力方向一致。調(diào)整夾具使試樣中的預(yù)張力最小化。

5. 安裝引伸計(jì)： * 將引伸計(jì)小心安裝在試樣的標(biāo)距段上（如果適用）。

6. 設(shè)定參數(shù)與開始試驗(yàn)： * 設(shè)置測試速度（如100 mm/min，具體速度需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或材料特性確定）。

7. 數(shù)據(jù)采集與分析： * 試驗(yàn)機(jī)自動記錄力-位移/力-變形曲線。軟件根據(jù)曲線計(jì)算最大拉伸強(qiáng)度（峰值力/試樣寬度）、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率（斷裂時(shí)變形量/原始標(biāo)距*100%）等。

8. 結(jié)果處理： * 通常要求測試一定數(shù)量（如5個(gè)）的有效試樣。剔除異常值后，計(jì)算各項(xiàng)性能指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

帶的全厚度拉伸強(qiáng)度檢測需嚴(yán)格遵循相關(guān)國家、國際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保測試的一致性和結(jié)果的可比性。常用標(biāo)準(zhǔn)包括：

通用標(biāo)準(zhǔn)：

1. ISO 37: 《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》 - 廣泛應(yīng)用于橡膠輸送帶、密封帶等。

2. ASTM D412: 《硫化橡膠和熱塑性彈性體拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》 - 與ISO 37類似，在北美廣泛使用。

3. ASTM D5035: 《紡織品織物斷裂強(qiáng)力和伸長率的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（條樣法）》 - 常用于機(jī)織物、非織造布（如土工布）的全寬度或條樣拉伸測試，可適用于全厚度要求。

4. ASTM D4595: 《土工布及其相關(guān)產(chǎn)品寬條拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》 - 專門針對土工合成材料（土工布、土工格柵等）的全寬度（通常200mm）拉伸測試。

行業(yè)/產(chǎn)品特定標(biāo)準(zhǔn)：

5. ISO 283: 《輸送帶全厚度拉伸強(qiáng)度、伸長率和參考力伸長率試驗(yàn)方法》 - 專門針對織物芯輸送帶和鋼絲繩芯輸送帶的全厚度拉伸性能測試。

6. GB/T 3690 (中國國家標(biāo)準(zhǔn)): 《織物芯輸送帶全厚度拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和參考力伸長率試驗(yàn)方法》 - 等效于ISO 283。

7. EN ISO 10319: 《土工布寬條拉伸試驗(yàn)》 - 歐洲標(biāo)準(zhǔn)，等同于ISO 10319，用于土工布寬條（200mm）拉伸。

選擇標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵： 必須根據(jù)被測帶材的具體材料類型（橡膠、塑料、織物、復(fù)合材料）、用途（輸送帶、土工布、密封帶等）和客戶要求或監(jiān)管規(guī)定來選擇最合適的標(biāo)準(zhǔn)。不同標(biāo)準(zhǔn)在試樣尺寸（寬度、長度、是否保留邊紗）、夾持方式、拉伸速率、標(biāo)距定義、數(shù)據(jù)處理等方面可能存在差異，嚴(yán)格遵守選定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是獲得可靠、可比結(jié)果的前提。