GBT31264-2014 結(jié)構(gòu)用人造板力學(xué)性能試驗(yàn)方法

結(jié)構(gòu)用人造板力學(xué)性能試驗(yàn)方法I Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14取樣 15試樣準(zhǔn)備 26抗彎性能 27抗拉性能 78抗壓性能 99面外剪切性能 10面內(nèi)剪切性能 11測試報告 附錄A(資料性附錄)試樣截取樣圖 19 附錄C(資料性附錄)抗壓試樣制作方法(厚度小于40mm人造板) Ⅲ本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專1在X-L平面(圖1),剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變之比。在Y-L或X-Y平面(圖1),剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變之比。23圖2純彎曲彈性模量和剛度加載示意圖純彎曲彈性模量和剛度試樣純彎曲彈性模量在載荷-變形曲線的線性段確定，按式(1)或式(2)計算：或 F△——載荷-變形曲線的線性段載荷增量，單位為牛頓(N);l?-變形測量距離，單位為毫米(mm);l?——加載點(diǎn)與最近支撐點(diǎn)的距離，單位為毫米(mm);u△—-對應(yīng)載荷增量的變形增量，單位為毫米(mm);k——載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B;I?！孛鎽T性矩，單位為4次方毫米(mm?)。試樣純彎曲剛度在載荷-變形曲線的線性段確定，按式(3)或式(4)計算：或抗彎強(qiáng)度按式(5)計算：4加載方式如圖3所示。加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。測試跨度應(yīng)為48倍試樣厚度，在支撐點(diǎn)外側(cè)的試樣長度應(yīng)不小于2倍試樣厚度。l?和l?測量精確至1mm。試樣的變形應(yīng)在試樣跨度和寬度中部測量。若試樣有翹曲/扭曲變形試樣變形應(yīng)為試樣跨中相對于兩側(cè)支撐輥正上方的試樣上部的位移。應(yīng)避免5或或 試樣橫截面為矩形。試樣厚度應(yīng)為樣板厚度，試mmmm加載方式如圖4所示。加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。6試樣應(yīng)側(cè)立放置，板面應(yīng)與加載方向平行。載荷作用于試樣跨中。加載輥和支撐輥軸線應(yīng)平行，長度應(yīng)大于試樣厚度。加載輥和支撐輥應(yīng)有滾軸或樞軸裝置。試樣寬度與厚度之比(b/t)大于3時，應(yīng)采用側(cè)向支撐。側(cè)向支撐應(yīng)能保證試樣在加載方向自由應(yīng)在加載處和支撐處使用墊板，墊板厚度至少4mm,長度至少25mm。保持加載速度一致，試樣控制在10s～300s內(nèi)破壞。試樣變形應(yīng)為加載點(diǎn)相對于兩側(cè)支撐墊板的位移，精確至0.01mm。由于測試裝置原因?qū)е聼o關(guān)變形發(fā)生，應(yīng)對試樣變形進(jìn)行調(diào)整，并記錄在測試報告中。b圖4單點(diǎn)加載側(cè)彎彈性模量和剛度加載示意圖試樣側(cè)彎彈性模量在載荷-變形曲線的線性段確定，按式(13)或式(14)計算：或F△—-載荷-變形曲線的線性段載荷增量，單位為牛頓(N);l?—變形測量距離，單位為毫米(mm);ua-—對應(yīng)載荷增量的變形增量，單位為牛頓(N);k——載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B;I。——截面慣性矩，單位為4次方毫米(mm?)。試樣側(cè)彎剛度在載荷-變形曲線的線性段確定，按式(15)或式(16)計算：或7試樣相鄰邊應(yīng)垂直。試樣厚度應(yīng)為樣板厚度，試樣寬度應(yīng)不小于150mm,試樣長度不小于1200mm。測試區(qū)域的長度應(yīng)不小于250mm。測試區(qū)域外兩側(cè)的試樣寬度可適當(dāng)增加，最大加載方式如圖5所示，加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。夾具應(yīng)具有自緊固和自調(diào)直功能，并記87.3.1抗拉彈性模量抗拉彈性模量按式(19)或式(20)計算：或Fa——載荷-變形曲線的線性段載荷增量，單位為牛頓(N);l?-—原始標(biāo)距長度，單位為毫米(mm);A——橫截面積(bt),單位為平方毫米(mm2);k—載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B。抗拉剛度按式(21)或式(22)計算：或A——橫截面積(bt),單位為平方毫米(mm2);F△——載荷-變形曲線的線性段載荷增量，單位為牛頓(N);l1——原始標(biāo)距長度，單位為毫米(mm);u△——對應(yīng)載荷增量的變形增量，單位為牛頓(N);k—載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B?？估瓘?qiáng)度按式(23)計算：A橫截面積(bt),單位為平方毫米(mm2);98抗壓性能試樣截面應(yīng)為矩形，端面應(yīng)光滑平整且平行，相鄰邊應(yīng)垂直。厚度大于40mm的樣板，試樣厚度應(yīng)與樣板厚度一致，試樣寬度應(yīng)為200mm,試樣長度應(yīng)為樣板厚度的5～6倍。厚度小于等于40mm的樣板，應(yīng)在厚度方向上膠合成厚度不小于40mm的多層板。多層板要同向膠合以保證對稱均勻。試樣厚度為多層板實(shí)際厚度，試樣寬度應(yīng)不小于40mm,試樣長度應(yīng)為樣板厚度的5～6倍。具體實(shí)例見附錄C。加載方式如圖6所示，加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%?？紤]到試樣下上端面平行偏差，應(yīng)使用球座壓盤。在試樣兩側(cè)的中心位置各安裝一個變形計，原始標(biāo)距長度l?應(yīng)為(100±25)mm。測量精確至0.005mm。試樣變形取兩側(cè)讀數(shù)的平均值。保持加載速度一致，試樣控制在3min～7min內(nèi)破壞。試樣破壞時間應(yīng)從加載初始算起到最大破壞載荷，精確到0.5min。記錄試樣荷載和位移數(shù)據(jù)。通過載荷-變形曲線確定彈性模量和剛度。圖6小尺寸抗壓測試示意圖8.2大尺寸測試方法試樣相鄰邊應(yīng)垂直。試樣寬度應(yīng)為190mm,試樣長度應(yīng)為380mm。僅測試比例極限時，試樣長厚比應(yīng)不大于20;僅測試抗壓強(qiáng)度時，試樣長厚比應(yīng)不大于10。為了獲得規(guī)定的長厚比值，可將兩個或多個試樣膠合在一起。多層板要同向膠合以保證對稱均勻。膠合成略大尺寸后再鋸成要求尺寸試樣。加載測試如圖7所示，加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。考慮到試樣下上端面平行偏差，使用球座壓盤。側(cè)向支撐應(yīng)不影響試樣變形，且可按照試樣厚度調(diào)整。在試樣兩側(cè)的中心位置各安裝一個變形計，原始標(biāo)距長度l?應(yīng)為(100±25)mm。測量精確至0.002mm。試樣變形取兩側(cè)讀數(shù)的平均值。保持加載速度一致，試樣控制在3min～7min內(nèi)破壞。試樣破壞時間應(yīng)從加載初始算起到最大破壞載荷，精確到0.5min。記錄試樣荷載和位移數(shù)據(jù)。通過載荷-變形曲線確定彈性模量和剛度。記錄最大荷載，描述試樣破壞的特征。 圖7大尺寸抗壓測試示意圖8.3.1抗壓彈性模量抗壓彈性模量按式(24)或式(25)計算：或E.——抗壓彈性模量，單位為兆帕(MPa);A——橫截面積(bt),單位為平方毫米(mm2);F△——載荷-變形曲線的線性段載荷增量，單位為牛頓(N);l?——原始標(biāo)距長度，單位為毫米(mm);ua——對應(yīng)載荷增量的變形增量，單位為牛頓(N);k——載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B?？箟簞偠劝词?26)或式(27)計算：或E.—-抗壓彈性模量，單位為兆帕(MPa);A—-橫截面積(bt),單位為平方毫米(mm2);F△——載荷-變形曲線的線性段載荷增量，單位為牛頓(N);l?——原始標(biāo)距長度，單位為毫米(mm);k--載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B?？箟簭?qiáng)度按式(28)計算：A橫截面積(bt),單位為平方毫米(mm2);試樣橫截面應(yīng)為矩形。試樣厚度應(yīng)為樣板厚度，試樣寬度主要取決于加載設(shè)備。試樣的測試區(qū)域?qū)拺?yīng)為(200±10)mm、長度應(yīng)為(600±10)mm。加載方式如圖8所示，加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。圖8面外剪切測試示意圖載荷在測試區(qū)域中心位置產(chǎn)生的力矩應(yīng)為零，在測試區(qū)域試樣的短邊不應(yīng)施加任何載荷或約束，應(yīng)選擇能夠在試樣兩側(cè)連續(xù)、均勻施加載荷的設(shè)備。保持加載速度一致，試樣控制在3min～7min內(nèi)破壞。在試樣兩側(cè)面中心部位各安裝一個變形計，變形計與試樣受壓線同向，與試樣自由端成45°。變形計原始標(biāo)距長度l?應(yīng)為(200±10)mm,測量精確至總位移長度的2%。試樣變形取兩側(cè)讀數(shù)的平試樣橫截面應(yīng)為矩形。試樣厚度為樣板厚度，其他尺寸如圖9所示。試樣的上下加載面應(yīng)平滑、相互平行，且垂直于試樣長度方向。木支撐條應(yīng)不小于35mm×145mm×700mm,與試樣每一側(cè)面膠合。試樣同側(cè)兩木支撐條內(nèi)側(cè)間距應(yīng)為(150±2)mm。試樣和木支撐條含水率調(diào)節(jié)一致后再相互膠合。木支撐條宜選用順紋抗壓強(qiáng)度不小于35MPa,且抗彎彈性模量不小于9GPa的木材。也可采用鐵支撐條，但不應(yīng)發(fā)生壓碎試樣或兩者滑移現(xiàn)象。應(yīng)選用合適的間苯二酚膠粘劑。圖9面外剪切試樣規(guī)格加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。在高側(cè)支撐條的端面沿著試樣的縱軸且平行于支撐條方向施加載荷。加載方式見圖10所示。圖10面外剪切測試示意圖保持加載速度一致，試樣控制在3min～7min內(nèi)破壞。變形計在試樣兩側(cè)面中心部位各安裝一個，相互平行。變形計應(yīng)與試樣受壓對角線同向，與支撐條成45度，在測試區(qū)域中心位置。變形計原始標(biāo)距長度l?應(yīng)在120mm～150mm。變形計宜采用銷釘固定。銷釘通過3mm直徑孔穿過試樣，如圖8(斷面A—A)所示。亦可采用膠連接，膠合面積直徑應(yīng)不小于5mm。試樣變形取兩側(cè)讀數(shù)的平均值，測量精確至總位移長度的1%。應(yīng)記錄試樣的破壞模式。除支撐條間試樣表面的剪切破壞外，其他任何破壞模式均應(yīng)分別記錄。若試樣對角線出現(xiàn)拉伸破壞，且沿與支撐條成45°方向擴(kuò)展至支撐條下，該測試結(jié)果應(yīng)視為無效。9.3結(jié)果表示9.3.1面外剪切剛度模量面外剪切剛度模量取荷載-位移曲線線性段確定，按式(29)計算： G.—面外剪切剛度模量，單位為兆帕(MPa);k——載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B;l?-—原始標(biāo)距長度，單位為毫米(mm);l——試樣長度，單位為毫米(mm);t——試樣厚度，單位為毫米(mm)。為補(bǔ)償測試區(qū)域端部剪切應(yīng)力不均勻分布產(chǎn)生的影響，可采用確定的修正系數(shù)對剪切剛度進(jìn)行調(diào)整。測試報告中應(yīng)明確指出是否進(jìn)行過調(diào)整。面外剪切強(qiáng)度按式(30)計算：試樣橫截面應(yīng)為矩形。試樣厚度為樣板厚度。試樣寬度應(yīng)不小于150mm,長度應(yīng)不小于超出試樣端部6mm,兩個刀刃型的端部相互平行。單板類人造板中，單板背面裂隙的方向影響其面內(nèi)剪切性能。單板背面裂隙的方向應(yīng)以開或閉來表示(見圖12),并記錄在測試報告中。圖11面內(nèi)剪切測試示意圖圖12裂紋走向加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。加載方法如圖11所示。載荷通過V型塊沿刀刃邊均勻分布。兩載荷反向施加，且相互平行。應(yīng)選取合適的測試板保證載荷均勻地傳遞給整個試樣。保持加載速度一致，試樣控制在3min～7min內(nèi)破壞。測試板之間相對位移的測試方法如圖11所示，測量應(yīng)精確至0.002mm。通過荷載-變形曲線來計算板面內(nèi)剪切剛度。面內(nèi)剪切剛度模量取荷載-變形曲線的線性段確定，按式(31)計算： G,——面內(nèi)剪切剛度模量，單位為兆帕(MPa);k-—載荷-變形曲線的線性段的斜率，單位為牛頓每毫米(N/mm),見附錄B;t——試樣厚度，單位為毫米(mm);b——試樣寬度，單位為毫米(mm);l——試樣長度，單位為毫米(mm)。面內(nèi)剪切強(qiáng)度按式(32)計算：b——試樣寬度，單位為毫米(mm);l——試樣長度，單位為毫米(mm)。剪切破壞可能發(fā)生在試樣厚度內(nèi)的任一位置，但發(fā)生在測試板與試樣之間膠層的全部或部分破壞，該測試應(yīng)分開記錄。試樣橫截面應(yīng)為矩形。試樣厚度應(yīng)為樣板厚度。試樣寬度應(yīng)不小于115mm,且不大于255mm。試樣寬度可根據(jù)實(shí)際用途調(diào)整，但應(yīng)記錄在測試報告中。加載設(shè)備應(yīng)精確至最大載荷的1%。加載方式如圖13所示，采用雙跨連續(xù)簡支梁，并在每跨中心處施加載荷。圖13五點(diǎn)彎曲測試示意圖若產(chǎn)品能預(yù)估到平均極限抗彎強(qiáng)度和面內(nèi)剪切強(qiáng)度時，測試跨度l?可通過式(33)計算： l?-測試跨度，單位為兆帕(MPa);f.—面內(nèi)剪切強(qiáng)度，單位為兆帕(MPa);t——試樣厚度，單位為毫米(mm)。若無法預(yù)估到平均極限抗彎強(qiáng)度和平面內(nèi)剪切強(qiáng)度時，平彎測試的跨度應(yīng)不小于16倍樣板厚度；橫彎測試的跨度應(yīng)不小于11倍樣板板厚。支點(diǎn)應(yīng)為