ISO3537-1999 Road vehicles -- Safety glazing materials -- Mechanical tests
國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3537-1999《道路車輛--安全玻璃--力學(xué)性能試驗方法》。
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車用安全玻璃的力學(xué)性能試驗方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于汽車用安全玻璃(以下簡稱安全玻璃)。這種安全玻璃包括各種類型的玻璃加工成的或由玻璃與其他材料組合成的玻璃制品。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
本標(biāo)準(zhǔn)通過引用的形式使用了以下標(biāo)準(zhǔn).關(guān)于各標(biāo)準(zhǔn)的修訂補(bǔ)充時間, 通過制訂標(biāo)準(zhǔn)的各方調(diào)查找到了一些最新的版本,如下所示.對未給出時間的標(biāo)準(zhǔn), 以最新的時間為準(zhǔn)。
ISO 48:1994
ISO 3536:1998
ISO 15082
3 術(shù)語和定義
本標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語,由ISO 3536 規(guī)定.
4 試驗條件
除特殊規(guī)定外,試驗在下述條件下進(jìn)行:
a.溫度:20℃±5℃;
b.壓力:860k Pa -106k Pa (860mbar到1060 mbar);
c.相對濕度:60%±20%。
5 試驗應(yīng)用
根據(jù)試驗?zāi)康?,如果對于能從已知性能預(yù)測試驗結(jié)果的某些安全玻璃,則不必進(jìn)行本準(zhǔn)所規(guī)定的全部試驗。
6 227g鋼球試驗
安全玻璃的抗沖擊性試驗應(yīng)符合ISO 15082的規(guī)定.
6.1 試驗?zāi)康?/div>
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確定在小剛體沖擊下的安全玻璃是否保持某一最低強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度。
6.2 裝置和器具
6.2.1 淬火鋼球
質(zhì)量為227g±2g,直徑約為38mm。
6.2.2 能使鋼球從規(guī)定高度自由落下的裝置或能使鋼球產(chǎn)生相當(dāng)自由落下速度的投球裝置
當(dāng)使用投球裝置時,其最終球速與自由落球最終速度容許偏差為±1%。
6.2.3 試樣支架
如圖1所示,由兩個經(jīng)機(jī)械加工的鋼框組成,周邊寬度15mm,在兩個鋼框接觸面上分別襯以厚度為3mm、寬度為15mm、ISO 48規(guī)定的國際橡膠硬度(IRHD)為邵爾50°的橡膠墊。下鋼框安放在高度約為150mm的鋼箱上,試樣放在質(zhì)量約為3kg的上鋼框下面。支承鋼箱被焊在厚12mm的鋼板上, 鋼箱與地面之間襯以厚3mm、ISO 48規(guī)定的國際橡膠硬度(IRHD)為50°的橡膠板。
6.3試樣
試樣為邊長300+10 0 mm的正方形平型試驗片。
6.4試驗程序
試樣應(yīng)保存在規(guī)定的溫度下至少4h,然后立即進(jìn)行試驗。
將試樣放在符合6.2.3條的試樣支架上。試樣的沖擊面與鋼球入射方向應(yīng)垂直,允許偏差在3°以內(nèi)。必要時,可將試樣夾緊在試樣支架上,以確保在試驗過程中,試樣沿著試樣支架內(nèi)周邊上任一點的移動距離不超過2mm。
當(dāng)沖擊高度小于或等于6m時,鋼球沖擊點應(yīng)位于試樣中心25mm范圍內(nèi);當(dāng)沖擊高度大于6m時,鋼球沖擊點應(yīng)位于試樣中心50mm范圍內(nèi)。
鋼球所沖擊的試樣表面應(yīng)是安裝在車輛上的安全玻璃的外表面。每塊試樣只允許沖擊一次。
6.5結(jié)果表達(dá)
評價試樣破壞的形式和程度,如果碎片與試樣分離,則應(yīng)分別稱取沖擊面反側(cè)剝離的碎片的總質(zhì)量和最大碎片的質(zhì)量,精確到0.lg。
7 2260g鋼球試驗
塑性安全玻璃材料的抗穿透試驗應(yīng)符合ISO 15082的規(guī)定。
7.1試驗?zāi)康?nbsp;
評價安全玻璃的抗穿透性能。
7.2裝置和器具
7.2.1淬火鋼球
質(zhì)量為2260g±20g,直徑約為82mm。
7.2.2能使鋼球從規(guī)定高度自由落下的裝置或能使鋼球產(chǎn)生相當(dāng)自由落下速度的投球裝置
當(dāng)使用投球裝置時,其最終球速與自由落球最終速度容許偏差為±1%。
7.2.3試樣支架
結(jié)構(gòu)與6.2.3相同。
7.3試樣
試樣為邊長300+100 mm的正方形平型試驗片,或從前風(fēng)窗玻璃制品或其他彎型安全玻璃的最平整部位切取的試驗片。如果用前風(fēng)窗玻璃制品或其它彎型安全玻璃進(jìn)行試驗,應(yīng)保證在安全玻璃與試樣支架之間有良好的接觸。
7.4試驗程序
試樣應(yīng)保存在規(guī)定的溫度下至少4h,然后立即進(jìn)行試驗。
將試樣放在符合6.2.3條的試樣支架上。試樣的沖擊面與鋼鐵入射方向應(yīng)垂直,允許偏差在3°以內(nèi)。必要時,可將試樣夾緊在試樣支架上,以確保在試驗過程中,試樣沿著夾具內(nèi)周邊上任一點的移動距離不超過2mm。
沖擊點應(yīng)位于試樣中心25mm范圍內(nèi)。鋼球所沖擊試樣的表面應(yīng)是安裝在車輛上的安全玻璃的內(nèi)表面。每塊試樣只允許沖擊一次。
7.5結(jié)果表達(dá)
如果在沖擊后5s內(nèi),鋼球完全穿透試樣,結(jié)果就記錄為“穿透”;如果鋼球仍在試樣上部或楔在孔內(nèi)5s或5s以上,結(jié)果就記錄為“未穿透”。
8抗磨性試驗
塑性安全玻璃材料的抗磨性試驗應(yīng)符合ISO 15082的規(guī)定。
8.1試驗?zāi)康?nbsp;
確定安全玻璃是否具有某一最低限度的耐磨性。
8.2裝置和器具
8.2.1磨耗儀2]
如圖2。包括:
-- 一個以逆時針旋轉(zhuǎn)的水平回轉(zhuǎn)臺及中心夾緊裝置,其轉(zhuǎn)速為55r/min ̄75r/min。
-- 兩個平行加載臂,各裝有一個特制的磨輪,磨輪裝在滾動軸承的水平心軸上,可自由旋轉(zhuǎn);每個磨輪施加500g質(zhì)量的壓力并置于試樣上。
磨耗儀的回轉(zhuǎn)臺應(yīng)旋轉(zhuǎn)平穩(wěn),并保持在一水平面上(距轉(zhuǎn)臺周邊1.6mm處,水平面偏差不大于±0.05mm)。
當(dāng)磨輪與旋轉(zhuǎn)著的試樣接觸時,兩個磨輪以相反的方向旋轉(zhuǎn),在大約30cm2的環(huán)形軌跡上沿著曲線對試樣施加壓磨作用。試樣每轉(zhuǎn)一圈受壓磨兩次。
注:2)磨耗儀可采用美國Teledyne Taber公司的產(chǎn)品,或與之同等性能的儀器。
8.2.2 磨輪3]
直徑45 ̄50mm,厚度12.5mm,由經(jīng)細(xì)篩分選的特種磨料嵌入中等硬度的橡膠中制成。
磨輪的硬度為國際標(biāo)準(zhǔn)橡膠硬度(IRHD)72°±5°,在磨輪表面中心線上,沿磨輪直徑垂直地施加壓力,在等距4個點測量硬度,在完全加壓10s后開始讀數(shù)。
這種磨輪是用來慢磨平玻璃表面的。
8.2.3 光源
白熾燈,其燈絲包含在1.5mm×1.5mm×3mm的平行六面體內(nèi)。加于燈端的電壓應(yīng)使色溫為2856K±50K。該電壓應(yīng)穩(wěn)定在1/1000內(nèi)。測量電壓的儀表應(yīng)有相應(yīng)的精度。 另外,對于光源顏色,利用日光濾光片可以使發(fā)光物由A光源變?yōu)镃光源。
8.2.4 光學(xué)系統(tǒng)
由經(jīng)校正色差的透鏡組成。該透鏡的凈孔徑不超過焦距(f)的1/20。為了獲得基本平行的光束,該透鏡與光源之間的距離應(yīng)能調(diào)整。
遠(yuǎn)離光源一側(cè)距透鏡100±50mm處插入一光闌,將光束直徑限制在7±1mm內(nèi)。
8.2.5 測量散射光設(shè)備
如圖3所示,由一光電池和一直徑為200 ̄250mm的積分球組成。積分球上應(yīng)有光的入口和出口,入口為圓形,其直徑至少是光束直徑兩倍。
根據(jù)8.4.3條所描述的程序要求,積分球的出口裝有一吸光罩或標(biāo)準(zhǔn)反射器,當(dāng)無試樣插入光束中時,吸光罩應(yīng)將光全部吸收。光束的軸線必須通過入口和出口的中心。
光出口孔的直徑b應(yīng)等于2atg4°,a是積分球的內(nèi)直徑。
光電池必須裝在從入口或標(biāo)準(zhǔn)反射器趨勢射來的光不能達(dá)到的位置。
積分球的內(nèi)表面和標(biāo)準(zhǔn)反射器內(nèi)表面應(yīng)具有基本相等的反射率,并且是無光澤和無選擇性的。
在所使用的發(fā)光強(qiáng)度范圍內(nèi),光電池的輸出必須是線性的,其誤差在2%以內(nèi)。
該儀器的設(shè)計應(yīng)使積分球內(nèi)部處于黑暗狀態(tài)時,電流計顯示為零。
整套裝置定期用霧度標(biāo)準(zhǔn)樣板檢查。
如果用其他設(shè)備或方法測定霧度,其結(jié)果必須與上述裝置所測定的結(jié)果進(jìn)行修正達(dá)到與上述測定結(jié)果一致。
8.3試樣
試樣為邊長100mm的正方形的平型試驗片,其兩個表面應(yīng)平整且基本平行,在中心可以鉆一直徑約6.3mm的固定孔。
8.4 試驗程序
8.4.1 應(yīng)在安全玻璃的內(nèi)表面、外表面上都進(jìn)行磨耗試驗。當(dāng)內(nèi)、外表面都是玻璃時只在外表面進(jìn)行磨耗試驗。
8.4.2 在磨耗試驗前后用下述方法清洗試樣:
a.在清潔的自來水中用紗布擦試;
b.用蒸餾水或軟化水漂洗;
c.用空氣或氮?dú)獯蹈桑?/div>
d.用紗布輕輕擦去水漬,必要時,可將試樣夾在兩塊紗布之間吸干。
不得采用超聲波設(shè)備對試樣做任何處理。
清洗之后的試樣,只許接觸邊緣并妥善存放,以防損壞或沾污其表面。
8.4.3 當(dāng)對安全玻璃的玻璃表面進(jìn)行試驗之前,試樣要在20℃±5℃的溫度和60%±20%的相對濕度條件下至少放置48h。
當(dāng)對安全玻璃的塑料表面進(jìn)行試驗之前,試樣要在23℃±2℃的溫度和50%±5%的相對濕度條件下至少放置48h。
在測試以前應(yīng)對磨輪進(jìn)行預(yù)處理,時間、溫度和濕度條件同試樣處理。
8.4.4 正對著積分球入口放置試樣。試樣表面的法線和光束軸線間的夾角不得超過8°。
測取表1所示的4個數(shù)值。
表1
讀數(shù) 試樣 吸光罩 標(biāo)準(zhǔn)反射器 代表的光量
τ1 無 無 有 入射光量
τ2 有 無 有 試樣總透光量
τ3 無 有 無 儀器散射的光量
τ4 有 有 無 儀器和試樣散射的光量
按表所示,重復(fù)讀出試樣規(guī)定位置的τ1、τ2、τ3和τ4值,確定均勻性。
計算總透光度:=τ2/τ1
τ4-τ3(τ2/τ1)
計算散射透光度:τd=──────────
(τ1-τ3)
τd
計算霧度或散射光,或兩者的百分率:─── ×100
τt
在未磨耗的區(qū)域內(nèi)找出至少四個均布的點,按上述公式確定試樣的初始霧度。將每塊試樣的各個結(jié)果加以平均;或者將試樣均勻地以3r/s或更快的速度旋轉(zhuǎn)來獲得一個平均值,則可以代替上述四個測量值。
對于每種安全玻璃,在同樣載荷下須進(jìn)行三次試驗。對于安全玻璃的外表面,試驗?zāi)?000轉(zhuǎn)表示深磨表面的霧度;對內(nèi)表面,磨100轉(zhuǎn)以測試表面的霧度。
安全玻璃的磨耗試驗應(yīng)在與試樣和磨輪放置的環(huán)境相同的條件下進(jìn)行。
在磨耗痕跡上沿著軌跡最少取四個等距點測量散射光,另外使試樣以3r/s或更快的轉(zhuǎn)速均勻地轉(zhuǎn)動來獲得一個平均值,則可以代替上述四個測量值。
8. 5 結(jié)果表達(dá)
從總散射光的平均值中減去初始霧度的平均值,該差值表示磨耗試樣所引起的散射光的結(jié)果。也應(yīng)該計算表面磨耗和亞表面(subsurface)磨耗的差異。測試報告中應(yīng)該注明使用的是A光源還是C光源。
9 碎片狀態(tài)試驗
9.1 試驗?zāi)康?/div>
評價安全玻璃破碎時碎片引起傷害的可能性。
9.2裝置和器具
使安全玻璃破碎的工具,如尖頭小錘或自動沖頭。
9.3 試驗程序
將試樣放在相同形狀和尺寸的第二塊試樣上,在兩塊試樣之間放上感光紙,并用透明膠帶紙沿周邊粘牢。
感光紙應(yīng)在沖擊后10s內(nèi)開始曝光并且在沖擊后3min內(nèi)結(jié)束。只分析那些線條最深的初始裂紋。
沖擊點的位置如下(見圖4):
點1:在一個角距邊部30mm處(若是不規(guī)則形狀的安全玻璃取其最尖角)。
點2:在中心線距最近邊部30mm處。
點3:在試樣的幾何中心。當(dāng)用整塊前風(fēng)窗玻璃制品時,在主視區(qū)的中心。
點4:對于彎型玻璃制品取其長中心線彎曲最大的點作為沖擊點。沖擊其凸面,必要時,也可以沖擊凹面。
9.5結(jié)果表達(dá)
根據(jù)感光圖上碎片的尺寸、形狀、質(zhì)量和分布狀態(tài)評價碎片狀態(tài)。
10人頭模型試驗
塑性安全玻璃材料的人頭模型試驗應(yīng)符合ISO 15082的規(guī)定。
10.1試驗?zāi)康?nbsp;
評價在鈍物沖擊下安全玻璃是否具有最低強(qiáng)度或粘結(jié)強(qiáng)度。如果需要,試驗可在前風(fēng)窗玻璃制品上進(jìn)行。
10.2裝置與器具
10.2.1人頭模型
由層壓硬木球體和/或木橫梁組成,表面用可拆換的氈子罩住。球體和橫梁之間有一由相同材質(zhì)制成的頸形物連接在橫梁上部有一連接桿。尺寸如圖5,其總質(zhì)量為10 kg± 0.2kg。
10.2.2 能使人頭模型從規(guī)定高度自由落下的裝置或能使人頭模型產(chǎn)生相當(dāng)自由落下速度的投射裝置
當(dāng)使用這種投射裝置時,其最終速度與自由落下最終速度容許偏差為 ±1%。
10.2.3試樣支架
對于平型試驗片的支架如圖6所示,由兩個經(jīng)機(jī)械加工的槽型鋼框組成。鋼框的邊部尺寸50mm,其中一個放置在另一個上面,中間襯以寬度15mm±1mm、厚度3mm、硬度為ISO 48 國際標(biāo)準(zhǔn)橡膠硬度(IRHD)70°橡膠墊。上、下鋼框至少用8個M20的螺栓壓緊試驗片。施加于M20螺栓的最小扭矩為30N·m。
10.3 試驗程序
10.3.1 平型試驗片的試驗
長度為1100+5-2 mm,寬度為500+5-2 mm的平型試驗片,應(yīng)保持在20±5℃溫度下至少4h,然后立即進(jìn)行試驗。將平型試驗片安放在10.2.3條試樣支架上的上鋼框和下鋼框之間。每個螺栓上施加的扭矩,應(yīng)保證在試驗時,試樣的移動不超過2mm。試樣的平面應(yīng)與人頭模型入射方向垂直。
將人頭模型提升到規(guī)定高度后自由落下,落點必須在試樣中心40mm范圍內(nèi),沖擊的表面應(yīng)是安裝到車輛上的安全玻璃的內(nèi)表面,每塊試樣只允許沖擊一次。
每做12次測試,沖擊模型上的氈子就應(yīng)該更換。
10.3.2 制品的試驗
本試驗僅適用于落體高度小于或等于1.5m。
將制品自由地放置在支架上,其沖擊面應(yīng)是安裝在車輛上時朝向乘客的那一面。支架由一與制品形狀一致的剛體構(gòu)成,支撐面覆蓋一層厚3mm,寬15mm,硬度為ISO 48國際標(biāo)準(zhǔn)橡膠硬度(IRHD)70° 的橡膠墊。
支架置于一剛性物面上,其間墊一層厚約3mm,硬度為國際標(biāo)準(zhǔn)橡膠硬度(IRHD)70°的橡膠墊。
制品表面應(yīng)與沖擊方向垂直。
人頭模型應(yīng)落在制品中心40mm范圍內(nèi)的表面,當(dāng)安裝在車輛上時,該表面對著車內(nèi)的乘員。
每做12次測試,沖擊模型上的氈子就應(yīng)該更換。
10.4 結(jié)果表達(dá)
根據(jù)不同速度鈍物沖擊下的試樣破壞程度評價安全玻璃的強(qiáng)度或粘結(jié)力。
對于按10.3.2條試驗的安全玻璃,根據(jù)玻璃與中間層的粘結(jié)力情況以及中間層撕裂的尺寸、形式評價試驗結(jié)果
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