国家标准 GB/T37781一2019 玻璃材料弯曲强度试验方法 Tesmethodsforbendingstrengthofglas 2019-08-30发布 2020-07-01实施国家市场监督管理总局发布币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/37781一2019 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由建筑材料联合会提出本标准由全国建筑用玻璃标准化技术委员会(SAC/TC255)归口本标准起草单位:建材检验认证集团股份有限公司、建筑材料科学研究总院、贵州省建材产品质量监督检验院、江苏铁锚玻璃股份有限公司、建材检验认证集团秦皇岛有限公司、山东温声玻璃科技股份有限公司,浙江西溪玻璃有限公司、福耀玻璃工业集团股份有限公司,东莞市华居建设工程有限公司、蚌埠玻璃工业设计院本标准主要起草人:包亦望、万德田、刘小根、朱孜、王银茂、陈志新、黄建斌、张旭东赵兴勇、詹淑贞、温汉平、石丽芬、邱岩、田远、潘瑞娜、艾福强、王艳萍、涂昊、姚婷婷
GB/37781一2019 玻璃材料弯曲强度试验方法范围本标准规定了玻璃材料弯曲强度试验的术语和定义、,原理、试验及试验报告本标准中的三点弯曲法适用于玻璃等脆性材料的弯曲强度测试本标准中的四点弯曲法适用于退火玻璃、钢化玻璃,半钢化玻璃、压花玻璃等平板玻璃的弯曲强度测试,不适用于夹层玻璃及中空玻璃等复合玻璃的弯曲强度测试本标准不适用于厚度为3mm以下的玻璃弯曲强度测试本标准也可以单独用于评价玻璃边缘对弯曲强度的影响规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T1216外径千分尺术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 弯曲强度bendingstrength 试样在弯曲载荷作用下破坏时所受的最大弯曲应力 3.2 弯曲应力bendingstress 弯曲试验时试样下表面产生的拉应力原理在规定的试验条件下一定尺寸和形状的试样,受静态弯曲载荷断裂,通过计算其承受载荷的横截面处最大弯曲应力,得出试样的弯曲强度试验 5.1三点弯曲法 5.1.1试验机 5.1.1.1 能保证一定的位移加载速率载荷示值相对误差不超过量程士1% 5.1.1.2试样破坏时的最大试验载荷应在试验机使用量程范围的20%90% 5.1.1.3三点弯曲法示意图见图1所示,用来支撑试样的支座和施加载荷的上压均采用经过淬硬的
GB/T37781一2019 钢材,其材料的弹性模量应不低于200GPa,长度应大于试样的宽度,同时与试样接触部分的表面粗糙度应不大于1.6m 5.1.1.4上压辑的轴线至两支座的轴线的距离应相等,偏差不大于士0.5% 5.1.1.5两支座间的距离应可调节,应带有指示距离的标记,跨距应精确至0.1n mm M 说明试样上压辐; 试样支座 R 上压半径; R 试样支座半径图1三点弯曲法示意图 5.1.2试样 5.1.2.1在制品上切割出长度1为120mm士1mm,宽度为20mm士1mm,厚度4为制品厚度的长方体试样 5.1.2.2试样两长边要求研磨、抛光、轻微倒角,其横截面的四角均为90"士0.5° 5.1.2.3试样数量取决于置信度的要求，一般每组试样不少于10个做威布尔(weibull)统计分析时要求试样数量不少于30个 5.1.3试验程序 5.13.1采用符合GB/T1216规定的游标卡尺测量试样中部的宽度b和厚度d,精确至0.02m mm 5.1.3.2调整两试样支座间距L至100mm士0.5mm 5.1.3.3试验前,应用毛刷或软布仔细清扫上压和试样支座,以清除碎玻璃渣 5.1.3.4以5mm/min的位移速度加载,记录试样断裂时的最大载荷P 5.1.4结果计算 5.1.4.1断裂产生在试样长度方向三等分中间部分的试样为有效试样只计算有效试样的弯曲强度按式(1)计算 3PL 了 2bl3
GB/37781一2019 式中: -试样的弯曲强度,单位为兆帕(MPa) o P 试样断裂时的最大载荷,单位为牛顿(N); 试样支座间距,单位为毫米(n mm; 试样宽度,单位为毫米(n mm; 试样厚度,单位为毫米(n mm 5.1.4.2按附录A进行数据处理,以有效数据的算术平均值和标准差表示,结果精确到0.1MPa 5.2四点弯曲法 5.2.1试验机 5.2.1.1能够实现从零到最大载荷之间可以连续,均匀,无级加载，且能够将加载过程中的振动降至最小 5.2.1.2装置应能实现等应力速率加载仪器所配载荷测量装置,测量误差保持在量程的士2.0%以内 5.2.1.3 5.2.1.4四点弯曲试验示意图如图2所示,支撑锯与弯曲锯直径为50mm士1mm a长度不小于 ,所有辗均能自由旋转,两弯曲辗中心线间的距离L=200mm士1mm,两支撑辑中心线间的 365mm 距离L,=1000mm士2mm 说明试样 -弯曲辐; -橡胶垫; 支撑辐图2四点弯曲试验示意图 5.2.2试样 5.2.2.1试样数量试样数量取决于置信度的要求，一般每组试样不少于10个做威布尔(weibull)统计分析时,要求试样数量不少于30个
GB/T37781一2019 5.2.2.2试样尺寸试样长度1为1100mm士5mm,试样宽度B为360mm士5mm,试样厚度h为制品厚度 5.2.2.3试样要求试样应平整,试样边部应与玻璃制品状况一致所有样品的切割面应在制品的同一表面试样边缘侧面应垂直于表面,试样应在开始试验前24制备完毕,试验前在试验环境下保存至少 4h 5.2.3试验程序 5.2.3.1 试样宽度测量宽度测量精确至1 ,,宽度至少在试样不同位置测量3次,并取平均值 mm， 5.2.3.2试样厚度测量采用符合GB/T1216规定的游标卡尺测量试样厚度,精确至0.02mm,在试样的4个角部测量厚度,并取平均值 5.2.3.3弯曲试验按图2要求安放试样,为了防止碎片飞散,在试样的上表面粘贴一层不干胶膜,便于破裂源的确定将橡胶垫[厚3mm,硬度为(40士10)IRHC]安放在试样与弯曲辐和支撑辐之间弯曲试验应在环境温度为(23土5),相对湿度为40%70%的条件下进行为避免热应力的影响,测试过程中,环境温度变化不应超过1C 试验过程中以(2士0.4)MPa/s的加载速率对试样均匀施加载荷直至试样破裂,记录最大载荷Fm及从开始加载至试样破坏时所用的时间 5.2.4结果计算 5.2.4.1试样弯曲强度弯曲强度o按式(2)计算 3(L，一L =kF oB 十oG A 2Bh 式中试样弯曲强度,单位为兆帕(MPa); 口B 无量纲因子(起始于表面破坏时为k,,起始于边缘破坏时为k ); 试样破裂时刻对应的最大载荷,单位为牛顿(N); F mx 两支撑辑中心线间的距离,单位为毫米(mm); 两弯曲辑中心线间的距离,单位为毫米(mm); ！试样宽度,单位为毫米(mm) B 试样厚度,单位为毫米(mm) 试样自重产生的弯曲应力,单位为兆帕(MPa) od 由试样自重产生的弯曲应力o由式(3)计算 3ogL o
GB/37781一2019 式中: 试样自重产生的弯曲应力,单位为兆帕(MPa). oe 试样密度,单位为千克每立方米(kg/m'); -重力加速度,单位为米每二次方秒m/s). 5.2.4.2大面区域弯曲强度只计算有效试样的弯曲强度破坏源起始于两弯曲辐之间表面的试样为有效试样,按式(2)进行计算,并取k=k,=1 5.2.4.3边缘弯曲强度只计算有效试样的弯曲强度破坏源起始于在两弯曲之间的边缘处的试样为有效试样,按式(2) 进行计算,并取A一A.,k 依赖于试样中心的挠度y,可以直接测得或按式(4)计算 -高[传- ！中中* 式中 -试样在两支撑辐中心位置的挠度,单位为毫米(mm); -试样厚度,单位为毫米(mm); E 试样的弹性模量,单位为吉帕(GPa). 与y/h之间的函数关系见图3所示,按其选取式(2)中合适的友值 k 1.12 1.10 S血 1.08 1.06 1.04 1.02 10 1.00 吃 0.98 0.96 0.94 15 2O 图3无量纲因子k 与y/h的函数关系图 5.2.4.4数据处理按附录A进行数据处理,以有效数据的算术平均值和标准差表示,结果精确到0.1MPa 5.3加载方式三点弯曲法或四点弯曲法测量玻璃弯曲强度的选择,可由供需双方商定,也可根据强度测试影响因
GB/T37781一2019 素来确定,参见附录B 6 试验报告应包括以下内容玻璃的种类、规格、数量及编号 a b 被测试样表面的预处理和表面状态,包括处理顺序若为压花试样,应指出哪个面承受拉应力非压花面或压花面) c 边部加工方式 d 退火或预应力玻璃试样的内应力,包括应力性质如果可能的话,标注预应力程度加载速率 e f 对于每个试样,应包含以下信息厚度精确到0.05 mm,对一面或两面的压花的试样,应测量最大厚度(板厚度),最小厚度中心厚度)和平均厚度,并精确到0.05mm; 22 宽度以毫米为单位,精确到1 mm; 断裂时刻对应的最大载荷,精确到1N; 33 三点弯曲强度吼,以兆帕为单位,精确到01MPa 4 四点弯曲边部弯曲强度o,以兆帕为单位,精确到0.1MPa; 5 加载至破坏时间以秒为单位,精确到1s; 6 试样破坏是起始于试样的边缘还是起始于中心部分 77 试样弯曲强度的平均值与标准差 g h)非有效试样的数量在整个试验过程中,任何影响试验结果的偏离情况
GB/37781一2019 录附 A 规范性附录标准差的计算及异常数据取舍方法 A.1标准差的计算标准差按式(A.l)计算一a) (o A.1 式中 -标准差,单位为兆帕MIPa); 被测有效试样的数量; 单个试样的弯曲强度,单位为兆帕(MPa); o -所有试样的弯曲强度平均值,单位为兆帕(MPa) A.2异常数据的取舍方法 A.2.1把测得的弯曲强度数据按其数值从小到大排列 u),owe3),,M-),own) A.2.2规定显著性水平a为0.05,根据"查表A.1得T 值 n,0,05 表A.1Ta.a5数值表 10 ll 12 1.15 1.67 1.82 1.94 2.03 2.18 2.23 2.29 1.46 2.l1 13 14 15 l6 19 20 17 18 50 00 2.33 2.37 2.41 2.44 2.47 2.50 2.53 2.56 2.96 3,21 A.2.3计算T值: 是可疑数据时,分别按式(A.2),式(A.3)及式(A.)计算当最小值o或最大值口以 6 一ok1y A.2 T) o T《2 A.3 ad A.4 o 式中 T 最小值ow的计算值;
GB/T37781一2019 T -最大值aw,的计算值; 2 按本标准式(A.1)计算的标准差,单位为兆帕(MPa): 各试样的弯曲强度,单位为兆帕(MPa) o A.2.4当T>Tw时,则所怀疑的数据是异常的,应予舍去;当TGB/37781一2019 附录 B 资料性附录强度测试影响因素 B.1玻璃的弯曲强度取决于本身固有抵抗断裂的能力以及玻璃本身的脆性特点,上述因素造成了玻璃强度的离散性,因此需要进行抽样测试对断裂表面的显微观察尽管超出了本标准的范围,但是还是推荐进行,尤其是测试数据要应用于设计时 B.2试样的表面状况,包括表面缺陷情况及预应力的引人情况(是否经过物理或化学钢化处理等玻璃的强度对缺陷极为敏感,含缺陷概率越大,测到的强度就越低通常只有处于拉应力区的缺陷对强度有影响试样尺寸和表面积越大,则含缺陷概率就越大,所以强度越低 B.3加载速率及过程 B.4测试过程中试样承受拉应力的面积 B.5测试环境的湿度当对建筑用玻璃进行弯曲强度测试时,最好在相对湿度为40%一70%的环境里进行 B.6测试环境的温度 B.7试样的表面及边部的预处理表面处理尤为重要,因为最大断裂应力是作用在试样表面的通过仔细的测试以及良好的加工工序,可以得到材料本身裂纹缺陷断裂的情况,否则只能得到加工损伤的断裂情况当试样需在测试前进行表面及边部处理时,如打磨或酸/碱腐蚀等,应在处理后将试样放置24h 后再进行测试

玻璃材料弯曲强度试验方法GB/T37781-2019

玻璃材料是一种常见的建筑材料，其弯曲强度是评估其质量的重要指标之一。因此，对玻璃材料弯曲强度进行准确的试验和评估至关重要。

仪器设备

进行弯曲强度试验需要使用以下仪器设备：

平行臂试验机
预应力装置
测量系统（包括应变计、位移计等）

试验样品制备

样品可以是方形或矩形，厚度为4-19mm。在进行试验前，必须先将样品进行破坏强度测试，并记录下破坏荷载和荷载下的弯曲程度。

试验方法

按照GB/T37781-2019的规定，进行如下步骤：

将试样放置在平行臂试验机上，并用预应力装置施加荷载。
以恒定速度施加荷载，直到试样破坏或弯曲程度达到一定值后停止。
记录下荷载-位移和荷载-应变曲线，计算出试样的弯曲强度值。

结论

通过以上的试验方法可以得出准确的玻璃材料弯曲强度值，对于评估玻璃材料质量有着重要的作用。同时，按照GB/T37781-2019的标准进行试验可以保证试验结果的准确性和可比性。