符合 ISO 37 / DIN 53504 規範的啞鈴形試片
針對橡膠的拉伸測試，ISO 37 與 DIN 53504 規範了五種啞鈴形試片及兩種可採用的環形試片。這些標準所對應的試片僅有微小差異。
| 產品類型 | I (min) mm | Is mm | bk mm | b mm | a mm | L0 mm | r1 mm | r2 mm | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 37 | 1 | 115 | 33±2 | 25±1 | 6.2±0.2 | 2±0.2 | 25±0.5 | 25±2 | 14±1 |
| 1A | 100 | 21±1 | 25±1 | 5±0.1 | 2±0.2 | 20±0.5 | 25±2 | 11±1 | |
| 2 | 75 | 25±1 | 12.5±1 | 4±0.1 | 2±0.2 | 20±0.5 | 12.5±1 | 8±0.5 | |
| 3 | 50 | 16±1 | 8.5±0.5 | 4±0.1 | 2±0.2 | 10±0.5 | 10±0.5 | 7.5±0.5 | |
| 4 | 35 | 12±0.5 | 6±0.5 | 2±0.1 | 1±0.1 | 10±0.5 | 3±0.1 | 3±0.1 | |
| DIN 53504 | S1 | 115 | 33 | 25 | 6 | 2±0.2 | 25 | 25 | 14 |
| S1A | 100 | 25 | 25 | 5 | 2±0.2 | 25 | 20 | 11 | |
| S2* | 75 | 25 | 12.5 | 4 | 2±0.2 | 20 | 12.5 | 8 | |
| S3 | 35 | 12 | 6 | 2 | 1±0.1 | 10 | 3 | 3 | |
| S3A | 50 | 16 | 8.5 | 4 | 2±0.2 | 10 | 10 | 7.5 |
*關於 DIN 53504 的說明：應優先採用 S2 啞鈴形試片
依據 ISO 37 / DIN 53504 標準進行測試
啞鈴形試片測試：
- ISO 37：測試前，需在平行區域的中間及兩端測量試片厚度，並以三次測量的中位數計算橫截面積。在自由懸掛狀態下將力值測量歸零後，將啞鈴形試片沿著機器軸線插入試驗機的夾具中，使應力均勻分布於橫截面上。為確保測試在定義的應變條件下開始，建議施加 0.1 MPa 的微小預應力，並在此狀態下設置延伸計。
- DIN 53504：在拉伸測試前，需在室溫下至少測量啞鈴形試片的三個點（建議為平行區域的兩端與中間）之厚度。初始橫截面積係由厚度中位數，與裁切沖床之試片寬度標稱尺寸計算得出。啞鈴形試片夾持於夾具時，其縱向軸線必須與拉伸試驗機的機械軸線重合，且試片應被均勻夾持而不產生滑脫。以小於 50 mm/min 的進給速度開始施加約小於 0.1 MPa 的預應力，隨後停止機器。安裝延伸計並以標準指定的測試速度啟動機器。記錄力值與長度變化，並顯示為應力應變曲線。應變測量優先建議使用非接觸式光學測量系統。
測試速度：
| ISO 37 | DIN 53504 | |
|---|---|---|
| Type 1 / S1 | 500 mm/min | 500 mm/min |
| Type 1A / S1A | 500 mm/min | 500 mm/min |
| Type 2 / S2 | 500 mm/min | 200 mm/min（若經同意，亦可採用 500 ± 50 mm/min）。 |
| Type 3 / S3 | 200 mm/min | 200 mm/min |
| Type 4 / S3A | 200 mm/min | 200 mm/min |
使用環狀試樣進行測試：
- ISO 37：在依據 ISO 37 進行測試前，需在圓環周邊約略均勻分佈的六個點測量其徑向寬度與軸向厚度。使用各組測量值的「中位數」來計算橫截面積。在測試開始前，需在未負載狀態下將負載力值測量鏈歸零，並將滾軸距離設定為標準規範的尺寸。將試樣放置於滾軸上，並以指定的測試速度啟動試驗機。在以標準指定的測試速度進行測試時，滾軸必須旋轉，這點至關重要，以避免因試樣與滾軸之間的摩擦而阻礙應變。
- DIN 53504：在拉伸測試前，需在室溫下至少測量試樣厚度的三個點。在進行環狀試樣拉伸測試時，係以滾軸中心距離的變化作為試驗機的橫樑位移（參見下表），用以進行應變測量。
指定滾軸距離：
| 適用於以下試樣的滾軸夾具： | ISO 37 | DIN 53504 |
|---|---|---|
| A 型（標準） | 30 +0.2 / 0 mm | |
| A 型（替代方案） | 35 +0.2 / 0 mm | |
| B 型（標準） | 5.5 +0.2 / 0 mm | |
| R1 | 35 mm | |
| R2 | 28.7 mm |
符合 ISO 37 / DIN 53504 標準之測試系統
依據 ISO 37 / DIN 53504 進行測試時，試片伸長量是必要的測試項目。隨著試片長度的增加，橫樑的移動距離必須足夠長，因此負載機架也必須具備足夠的高度，以容納試樣延展至斷裂點的長度。ZwickRoell 為此提供了合適的萬能材料試驗機：
- zwickiLine 試驗機 – 節省空間的解決方案，適用於最高達 5 kN 的小型測試負載，測試範圍可達 1365 mm
- ProLine 試驗機 – 用於標準化測試及簡單應用設計，測試空間為 1050 mm 至 1450 mm。
- AllroundLine 試驗機 – 用途廣泛且可依需求定製，測試空間為 1030 mm 到 2560 mm
符合 ISO 37 / DIN 53504 規範的延伸計
當依據 ISO 37 / DIN 53504 測試啞鈴形試片時，不僅試片的中段會伸長，肩部也會伸長。因此，上列標準要求延伸計具有特定的測量準確度。這些要求可透過感測器臂延伸計 直接在試片上進行測量，或透過光學 / 非接觸式延伸計達成。ZwickRoell 提供具有高測量準確度的合適延伸計 – 從經濟高效的手動延伸計到全自動系統，完全不受操作員影響且測試結果具有最大的可再現性。
您對 ISO 37 / 53504 的測試要求或挑戰有任何疑問嗎？歡迎與我們的專家聯絡。
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符合 ISO 37 / DIN 53504 規範的自動化拉伸測試
符合 ISO 37 / DIN 53504 的橡膠與彈性體拉伸測試也可自動化，亦即以全自動送樣的方式進行測試。自動測試系統主要用於需測試大量試片或必須消除操作人員影響的場合。手部的溫度或濕度，以及試片在夾具中定位不準確或角度偏斜，皆可能影響測試結果。
- 精巧的 roboTest L 自動化測試系統可自動測試多達 350 個試片。整合在系統中的厚度測量裝置可以準確、一致的方式測量試片厚度。試片夾持器將試片放入試驗機後，便會自動啟動符合 ISO 37 / DIN 53504 標準的拉伸測試。於測試後，將試樣殘留物從試樣夾具中取下。
- 自動化測試系統 roboTest R 功能更為進階，可讓您連接其他設備，例如試樣標記站、對中站（Centering station）或用於對試樣進行精確調控溫度的溫箱。
- 為了在小批量試片（例如 1+2/S1+S2 型）的測試中也能排除操作人員的影響，ZwickRoell 的產品組合包含測試系統 ALEX：簡單、精巧且具成本效益，即使試片數少至 10 個亦可使用。
下載 ISO 37 / DIN 53504 相關的橡膠拉伸試驗
- 產品型錄：用於塑膠及橡膠產業的試驗機及測試系統 PDF 9 MB
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- 產品資訊：lightXtens — 針對高延伸率材料的非接觸式、簡單且全自動化測試 PDF 886 KB
- 產品資訊：videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- 產品資訊：multiXtens II HP 延伸計 PDF 1 MB
- 產品資訊：用於塑膠測試的 roboTest L（linear 線性型）自動化測試系統 PDF 71 KB
- 產品資訊：用於塑膠測試的 roboTest R（polar 極點型）自動化測試系統 PDF 86 KB
- 產品資訊：ALEX - 自動化實驗室專家 PDF 308 KB
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關於 ISO 37 / DIN 53504 的常見問題
ISO 37 與 DIN 53504 標準描述了測定硫化橡膠或熱塑性彈性體機械性能的方法。這些標準描述了對標準試片（啞鈴形與環狀試樣）進行的拉伸試驗，旨在測定拉伸應力、拉伸強度、斷裂應變以及楊氏模量（定義為特定伸長率下的拉伸應力，反之亦然）。這也能夠測定例如熱塑性彈性體的降伏應變與降伏應力。所有數值皆在恆定拉伸速度下的拉伸試驗中測得。
這兩項標準皆描述了彈性體的拉伸試驗，但在細節上有所不同。ISO 37 具備國際化導向，主要定義了具有特定尺寸與測試條件的 A 型與 B 型啞鈴形及環狀試樣。DIN 53504 為德國版本，雖大部分基於 ISO 37，但包含了在產業應用中特別重要的額外環狀類型與方法。
