■ 杭州品享科技有限公司 研发部 郭素梅
新国标GB/T22364-2018《纸和纸板弯曲挺度的测定》代替已有10年的旧国标GB/T22364-2008,从2019年7月1开始实施,至今已有5个月时间。为了方便相关从业人员正确理解和执行标准,现从以下几个方面对新旧标准的不同点进行解读。
旧标准规定了两种方法:静态弯曲法和共振法。
新标准根据相关国际标准的变化,将静态弯曲法拆分为恒速弯曲法(对应ISO 2493-1:2010)和泰伯式挺度仪法(对应ISO 2493-2:2011),修改后新标准包括三种试验方法:恒速弯曲法、泰伯式挺度仪法和共振法。对每种试验方法,新标准分别给出其适用范围,并以黑体字给出“使用不同试验方法得到的测量结果不具有可比性”的重要提示。
新国标增加了弯曲力、自由长度、弯曲力矩、弯曲挺度、弯曲长度和弯曲角度以及弯曲挺度指数定义;以备注的形式加上了使用测试方法。
弯曲力:在本标准规定的试验条件下,弯曲一端被夹持的矩形试样所需要的力。注:弯曲力定义适用于恒速弯曲法。
弯曲力矩:在本标准规定的试验条件下,弯曲一端被夹持的矩形试样所需的力矩。注:弯曲力矩适用于泰伯式挺度仪法。
弯曲挺度:在本标准规定的试验条件下,纸和纸板在弹性变形范围内受力弯曲时所需要的力。
弯曲角度:夹头从初始位置到弯曲挺度测量位置之间旋转的角度。注:弯曲角度定义适用于恒速弯曲法和泰伯式挺度仪法,弯曲角度为15°或7.5°。
弯曲长度:夹头到试样受力点之间的恒定径向距离。注:弯曲长度定义适用于恒速弯曲法(见图1的中l)和泰伯式挺度仪法。
自由长度:试样伸出夹头部分的总长。注:自由长度定义适用于恒速弯曲法(见图1的中L)。
弯曲挺度指数:弯曲挺度除以定量的三次方。注:弯曲挺度指数定义适用于恒速弯曲法和泰伯式挺度仪法。
新标准删除旧标准第4章《方法A——静态弯曲法》的全部内容,按ISO 2493-1和ISO 2493-2重新编写了第4章《方法一:恒速弯曲法》和第5章《方法二:泰伯式挺度仪法》,并对标准章条进行了重新编排。恒速弯曲法主要变更内容如下:
测试方法的变化。方法由静态弯曲法改为恒速弯曲法。
弯曲长度的变化。旧国标没有明确指出弯曲长度,仅注明50mm为标准长度,新国标对弯曲长度明确规定50mm或10mm。
试样尺寸的变化。旧国标试样长度至少70mm,宽度38±0.2mm,新国标试样长度至少为80mm,宽度38±0.2mm。这个变化影响到弯曲挺度仪生产厂家,需要更改图纸,长度增加10mm,宽度不变,然后重新加工。
测试速度的变化。旧国标没提到测试速度,新国标规定夹头应能以(5.0±0.5)°/s的恒定速度绕夹持线所形成的轴线旋转(15±0.3)°。这个变化影响到弯曲挺度仪生产厂家,如果是直流电机影响就比较大,步进电机影响不大,步进电机设置测试时间,根据角度和时间计算角速度。例如之前将测试时间设置为15秒,那么测试速度就是1°/s,现在新标准速度变为5°/s,就要将时间设置为3秒,否则测试速度不符合新国标的要求。
增加弯曲挺度仪示意图(如图1所示),弯曲长度和自由长度作了具体规定。新国标规定:弯曲长度为50mm时,自由长度L为(57±3)mm;弯曲长度为10mm时,自由长度L为(17±3)mm。
图1 弯曲挺度仪示意图
从图1示意图上可以看出,国标标准中试样夹持端右侧是不封闭的,但对于按照旧国标设计的电脑挺度测定仪,其试样夹持端的右侧是封闭的,也是可以的。自由端长度59mm(符合57±3mm),试样的夹持部分占11mm,加起来70mm,从传感器端到夹头的距离弯曲长度是50mm,不变的。
右图为电脑挺度测定仪夹头实物图
因为ISO 2493-1、 ISO 2493-1和ISO 5269的精密度数据均在附录中给出,为了同国际标准一致,在新标准的附录中增加精密度的相关数据。精密度用重复性(Repeatability)和再现性(Reproducibility)来评估,测量的精密度高,是指偶然误差较小,测量数据比较集中。
弯曲挺度指数按式(1)进行计算
式中:
B1——弯曲挺度指数,单位为牛顿六次方米每三次方克(N.m6/g3);
B——弯曲挺度,单位为牛顿(N);
g——试样的定量,单位为克每平方米(g/m2)。
这个变化影响到弯曲挺度仪,在仪器界面参数设置要增加定量的设置,软件程序中要增加弯曲挺度指数的计算。
以上是对新国标GB/T 22364-2018国标变化的解读,主要涉及到试样尺寸的变化,测试速度的变化及测试结果新增弯曲挺度指数的计算,涉及到指数的都要输入试样的定量。希望对业内人士有所启示和帮助。