ASTM D3574 权威指南

 ASTM D3574 应用

ASTM D3574 介绍了用于测定软质聚氨酯泡沫塑料性能的一系列测试。此类泡沫塑料最常用于家具、床上用品和汽车行业,用于制造座椅和床垫,以改善消费者的人体工学并最大限度地提高舒适度。为全面了解材料的机械性能,需按照 ASTM D3574 进行完整测试。本指南旨在向您介绍 ASTM D3574 测试的基本要素,包括概述所需的设备、软件和试样。但是,计划按照此标准进行测试的任何人员都不应认为参阅本指南后便不必再阅读完整标准。

该标准测量什么?

ASTM D3574 包含 18 种不同的机械测试,旨在测定泡沫塑料的抗压拉伸和抗撕裂性能。最常用的测试为压缩测试,这种测试对产品性能的影响最大。虽然这 18 种测试并非全都需要使用通用测试机,但以下测试需要:

  • 测试 B1 - 压痕力挠度测试 (IFD) *最常用
  • 测试 B2 - 压痕残余标距长度测试 (IRGL)
  • 测试 C - 压缩力挠度测试 *最常用
  • 测试 D - 压缩永久变形测试
  • 测试 E - 拉力测试
  • 测试 F - 抗撕裂测试

通过静态测试可以获得关于泡沫塑料初始性能和局限性的宝贵信息,而长期动态测试便于制造商获得产品耐久性方面的洞见。最终用户希望泡沫塑料产品不仅在初次使用时能够起到支撑作用,而且在使用了成千上万次后依然能够发挥这样的作用。以下测试可采用 ElectroPuls 动态系统进行:

  • 测试 I2 - 动态疲劳测试(滚剪)
  • 测试 I3 - 动态疲劳测试(恒力冲击)
  • 测试 I4 - 动态疲劳测试(地毯软垫)
  • 测试 I5 - 动态疲劳测试(定变位冲击)

ASTM D3574 标准是否适合您?

有许多不同的测试方法适用于各种泡沫塑料,包括硬质聚氨酯泡沫塑料。ASTM D3574 仅适用于软质聚氨酯泡沫塑料:该标准提供了关于软质和硬质聚氨酯泡沫塑料的明确技术定义。ASTM D3574 测试非常适用于对不同泡沫塑料试样进行对比测试,通常根据化学成分、密度和孔隙率来区分这些试样。此标准通常与更复杂的压力分析一起执行,以模拟人体施加的载荷。

材料测试系统

ASTM D3574 测试采用通用测试系统进行,例如英斯特朗的 3400 系列6800 系列系统。大多数 ASTM D3574 压缩测试采用双柱系统(例如 68TM-50 机型)进行。试样的尺寸及相关工装决定了必须使用双柱系统,而拉力测试和抗撕裂测试可以采用双柱或单柱系统进行,例如英斯特朗的 68SC-5 机型。5kN 或 10kN(1125 或 2250 lbf)系统最为常用,能够在 ASTM D3574 测试过程中施加绝大多数压缩力和拉力。

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ASTM D3574 测试设置

ASTM D3574 测试设置

1. 英斯特朗 6800

2. Bluehill Universal 仪表板 (2490-696)

3. 2580 系列载荷传感器

4. 2810-130 泡沫压缩工装

 

工装和夹具

ASTM D3574 标准要求使用专门的压缩工装,在进行 B1 和 B2 测试时,可尽量降低不同实验室之间的可变性。该工装有一个穿孔底座,具有设定的孔径和间距,允许空气在压缩时流过泡沫。铁砧利用球面底座在测试期间自动对准,从而最大限度地减少任何偏心载荷。

泡沫测试工装

对于测试 C,必须使用穿孔刚性压盘。对于测试 D,可以使用标准的非穿孔刚性压盘。对于这些测试,压盘的尺寸取决于所需的试样几何形状。这两个测试均推荐 50 mm x 50 mm x 25 mm 的试样尺寸,因此标准的 6 英寸直径压盘合适。

执行拉伸和撕裂测试时需要使用侧动夹具。高级螺丝动作夹具是理想之选,因为它们能够手动调节夹持压力和夹钳面之间的距离。泡沫试样非常柔顺,大多数气动夹具会施加过大的夹紧压力,从而导致试样过早损坏。锯齿面通常用于防止试样从夹钳面滑出。

ASTM D3574 工装

测控

在抗压性能标准中概述的测试程序包括用于评估材料的一系列复杂的斜坡和支撑点。例如,压痕力挠度测试 (IFD) 需要对试样进行预循环,并且需要无法使用标准方法模板进行编程的多个斜坡和支撑点。Bluehill Universal 的测试分析器允许用户轻松创建复杂的测试序列。软件界面使用直观的图标和轻松的工作流程来简化相应过程,从而尽量减少操作员在方法创建上所需的时间。以下是符合标准的测试分析器序列示例,以及测试生成的后续曲线:

Bluehill Universal 屏幕截图

应力/应变曲线 ASTM D3574

测试量

对于需要大量测试的实验室,可以通过多种方式修改机器设置(包括全自动化),以加快测试进程。诸如英斯特朗的 AT3 之类的全自动系统旨在整合试样测量、试样加载、测试和移除功能,并且能够在没有操作员交互的情况下运行数小时。这些系统有助于减少由于人为错误而引起的变化,并可以在实验室操作员晚上回家后无人看管地运行。