(高清版)GB∕T 37781-2019 玻璃材料彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法

ICS81.040.10玻璃材料彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T37781—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國建筑用玻璃標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC255)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司、中國建筑材料科學(xué)研究總院、貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院、江蘇鐵錨玻璃股份有限公司、中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)秦皇島有限公司、山東溫聲玻璃科技股份有限公司、浙江西溪玻璃有限公司、福耀玻璃工業(yè)集團(tuán)股份有限公司、東莞市華居建設(shè)工1GB/T37781—2019玻璃材料彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了玻璃材料彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)的術(shù)語和定義、原理、試驗(yàn)及試驗(yàn)報告。本標(biāo)準(zhǔn)中的三點(diǎn)彎曲法適用于玻璃等脆性材料的彎曲強(qiáng)度測試。本標(biāo)準(zhǔn)中的四點(diǎn)彎曲法適用于退火玻璃、鋼化玻璃、半鋼化玻璃、壓花玻璃等平板玻璃的彎曲強(qiáng)度測試，不適用于夾層玻璃及中空玻璃等復(fù)合玻璃的彎曲強(qiáng)度測試。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于厚度為3mm以下的玻璃彎曲強(qiáng)度測試。本標(biāo)準(zhǔn)也可以單獨(dú)用于評價玻璃邊緣對彎曲強(qiáng)度的影響。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1216外徑千分尺3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1彎曲強(qiáng)度bendingstrength試樣在彎曲載荷作用下破壞時所受的最大彎曲應(yīng)力。3.2彎曲應(yīng)力bendingstress彎曲試驗(yàn)時試樣下表面產(chǎn)生的拉應(yīng)力。4原理在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，一定尺寸和形狀的試樣，受靜態(tài)彎曲載荷斷裂，通過計算其承受載荷的橫截面處最大彎曲應(yīng)力，得出試樣的彎曲強(qiáng)度。5試驗(yàn)5.1三點(diǎn)彎曲法5.1.1.1能保證一定的位移加載速率。載荷示值相對誤差不超過量程±1%。5.1.1.2試樣破壞時的最大試驗(yàn)載荷應(yīng)在試驗(yàn)機(jī)使用量程范圍的20%～90%。5.1.1.3三點(diǎn)彎曲法示意圖見圖1所示，用來支撐試樣的支座和施加載荷的上壓輥均采用經(jīng)過淬硬的2GB/T37781—2019鋼材，其材料的彈性模量應(yīng)不低于200GPa,長度應(yīng)大于試樣的寬度，同時與試樣接觸部分的表面粗糙5.1.1.4上壓輥的軸線至兩支座的軸線的距離應(yīng)相等，偏差不大于±0.5%。5.1.1.5兩支座間的距離應(yīng)可調(diào)節(jié)，應(yīng)帶有指示距離的標(biāo)記，跨距應(yīng)精確至0.1mm。2上壓輥；3試樣支座；R?——上壓輥半徑；R?———試樣支座半徑。圖1三點(diǎn)彎曲法示意圖5.1.2.1在制品上切割出長度l為120mm±1mm,寬度b為20mm±1mm,厚度d為制品厚度的長方體試樣。5.1.2.2試樣兩長邊要求研磨、拋光、輕微倒角，其橫截面的四角均為90°±0.5°。5.1.2.3試樣數(shù)量取決于置信度的要求，一般每組試樣不少于10個。做威布爾(Weibull)統(tǒng)計分析時，要求試樣數(shù)量不少于30個。5.1.3試驗(yàn)程序5.1.3.1采用符合GB/T1216規(guī)定的游標(biāo)卡尺測量試樣中部的寬度b和厚度d,精確至0.02mm。5.1.3.2調(diào)整兩試樣支座間距L至100mm±0.5mm。5.1.3.3試驗(yàn)前，應(yīng)用毛刷或軟布仔細(xì)清掃上壓輥和試樣支座，以清除碎玻璃渣。5.1.3.4以5mm/min的位移速度加載，記錄試樣斷裂時的最大載荷P。5.1.4結(jié)果計算5.1.4.1斷裂產(chǎn)生在試樣長度方向三等分中間部分的試樣為有效試樣。只計算有效試樣的彎曲強(qiáng)度，按式(1)計算：3GB/T37781—20195.2.1.1能夠?qū)崿F(xiàn)從零到最大載荷之間可以連續(xù)、均勻、無級加載，且能夠?qū)⒓虞d過程中的振動降至最小。5.2.1.2裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)等應(yīng)力速率加載。5.2.1.3儀器所配載荷測量裝置，測量誤差保持在量程的±2.0%以內(nèi)。5.2.1.4四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)示意圖如圖2所示，支撐輥與彎曲輥直徑為50mm±1mm,長度不小于365mm,所有輥均能自由旋轉(zhuǎn)，兩彎曲輥中心線間的距離Lb=200mm±1mm,兩支撐輥中心線間的距離L,=1000mm±2mm。1——試樣；2——彎曲輥；3——橡膠墊；試樣數(shù)量不少于30個。4GB/T37781—20195.2.2.2試樣尺寸試樣長度l為1100mm±5mm,試樣寬度B為360mm±5mm,試樣厚度h為制品厚度。5.2.2.3試樣要求試樣應(yīng)平整，試樣邊部應(yīng)與玻璃制品狀況一致。所有樣品的切割面應(yīng)在制品的同一表面。試樣邊緣側(cè)面應(yīng)垂直于表面，試樣應(yīng)在開始試驗(yàn)前24h制備完畢，試驗(yàn)前在試驗(yàn)環(huán)境下保存至少4h。5.2.3試驗(yàn)程序5.2.3.1試樣寬度測量寬度測量精確至1mm,寬度至少在試樣不同位置測量3次，并取平均值。5.2.3.2試樣厚度測量采用符合GB/T1216規(guī)定的游標(biāo)卡尺測量試樣厚度，精確至0.02mm,在試樣的4個角部測量厚5.2.3.3彎曲試驗(yàn)按圖2要求安放試樣，為了防止碎片飛散，在試樣的上表面粘貼一層不干膠膜，便于破裂源的確定。將橡膠墊[厚3mm,硬度為(40±10)IRHC]安放在試樣與彎曲輥和支撐輥之間。彎曲試驗(yàn)應(yīng)在環(huán)境溫度為(23±5)℃,相對濕度為40%～70%的條件下進(jìn)行。為避免熱應(yīng)力的影響，測試過程中，環(huán)境溫度變化不應(yīng)超過1℃。試驗(yàn)過程中以(2±0.4)MPa/s的加載速率對試樣均勻施加載荷直至試樣破裂，記錄最大載荷Fmax及從開始加載至試樣破壞時所用的時間。5.2.4結(jié)果計算5.2.4.1試樣彎曲強(qiáng)度…………式中：Obs——試樣彎曲強(qiáng)度，單位為兆帕(MPa);k—-—無量綱因子(起始于表面破壞時為kg,起始于邊緣破壞時為ke);Fmax——試樣破裂時刻對應(yīng)的最大載荷，單位為牛頓(N);L,——兩支撐輥中心線間的距離，單位為毫米(mm);Lb——兩彎曲輥中心線間的距離，單位為毫米(mm);B——試樣寬度，單位為毫米(mm);h——試樣厚度，單位為毫米(mm);σbG——試樣自重產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，單位為兆帕(MPa)。由試樣自重產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σbG由式(3)計算：5GB/T37781—2019OG——試樣自重產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);p——試樣密度，單位為千克每立方米(kg/m3);g——重力加速度，單位為米每二次方秒(m/s2)。5.2.4.2大面區(qū)域彎曲強(qiáng)度只計算有效試樣的彎曲強(qiáng)度。破壞源起始于兩彎曲輥之間表面的試樣為有效試樣，按式(2)進(jìn)行計5.2.4.3邊緣彎曲強(qiáng)度只計算有效試樣的彎曲強(qiáng)度。破壞源起始于在兩彎曲輥之間的邊緣處的試樣為有效試樣，按式(2)進(jìn)行計算，并取k=ke,ke依賴于試樣中心的撓度y,可以直接測得或按式(4)計算：y——試樣在兩支撐輥中心位置的撓度，單位為毫米(mm);h——試樣厚度，單位為毫米(mm);E——試樣的彈性模量，單位為吉帕(GPa)。k。與y/h之間的函數(shù)關(guān)系見圖3所示，按其選取式(2)中合適的k。值。0.980.960.948y/h圖3無量綱因子ke與y/h的函數(shù)關(guān)系圖按附錄A進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示，結(jié)果精確到0.1MPa。5.3加載方式三點(diǎn)彎曲法或四點(diǎn)彎曲法測量玻璃彎曲強(qiáng)度的選擇，可由供需雙方商定，也可根據(jù)強(qiáng)度測試影響因66試驗(yàn)報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：b)被測試樣表面的預(yù)處理和表面狀態(tài)，包括處理順序。若為壓花試樣，應(yīng)指出哪個面承受拉應(yīng)力(非壓花面或壓花面)。c)邊部加工方式。d)退火或預(yù)應(yīng)力玻璃試樣的內(nèi)應(yīng)力，包括應(yīng)力性質(zhì)。如果可能的話，標(biāo)注預(yù)應(yīng)力程度。e)加載速率。f)對于每個試樣，應(yīng)包含以下信息：1)厚度精確到0.05mm,對一面或兩面的壓花的試樣，應(yīng)測量最大厚度(板厚度),最小厚度(中心厚度)和平均厚度，并精確到0.05mm;2)寬度以毫米為單位，精確到1mm;3)斷裂時刻對應(yīng)的最大載荷，精確到1N;5)四點(diǎn)彎曲邊部彎曲強(qiáng)度σbg,以兆帕為單位，精確到0.1MPa;6)加載至破壞時間以秒為單位，精確到1s;7)試樣破壞是起始于試樣的邊緣還是起始于中心部分。g)試樣彎曲強(qiáng)度的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差。h)非有效試樣的數(shù)量。i)在整個試驗(yàn)過程中，任何影響試驗(yàn)結(jié)果的偏離情況。7(規(guī)范性附錄)標(biāo)準(zhǔn)差的計算及異常數(shù)據(jù)取舍方法A.1標(biāo)準(zhǔn)差的計算標(biāo)準(zhǔn)差按式(A.1)計算：式中：S——標(biāo)準(zhǔn)差，單位為兆帕(MPa);n———被測有效試樣的數(shù)量；…………A.2異常數(shù)據(jù)的取舍方法A.2.1把測得的彎曲強(qiáng)度數(shù)據(jù)按其數(shù)值從小到大排列：σb(1),σb(2),…,σb(n-1),0b(n)A.2.2規(guī)定顯著性水平α為0.05,根據(jù)n查表A.1得n3456789TnTA.2.3計算T值：式中：…………(A.2)…………(A.3)…………(A.4)89GB/T37781—2019(資料性附錄)強(qiáng)度測試影響因素B.1玻璃的彎曲強(qiáng)度取決