"掃描二維碼，關注協會動態"
中文名稱：汽車安全玻璃力學性能試驗方法
英文名稱：Road vehicles-Safety glazing materials-Test methods for mechanical properties
標準號：GB/T 5137.1-1996
頒布單位：國家技術監督局
批準日期：1996-03-26
實施日期：1996-10-01
本標準等效采用國際標準ISO3537-1991《道路車輛——安全玻璃——力學性能試驗方法》。
1 主題內容與適用范圍
本標準規定了汽車用安全玻璃的力學性能試驗方法。
本標準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 引用標準
GB 531 硫化橡膠邵爾Ａ型硬度試驗方法
JC/T 632 汽車安全玻璃術語
3 試驗條件
除特殊規定外，試驗在下述條件下進行：
a.溫度：20±5℃；
b.壓力：8.60×104～1.06× Pa；
c.相對濕度：40%～80%。
4 試驗應用
根據試驗目的，如果對于能從已知性能預測試驗結果的某些安全玻璃，則不必進行本準所規定的全部試驗。
5 抗沖擊性試驗（227g鋼球試驗）
5.1 試驗目的
確定在小剛體沖擊下的安全玻璃是否保持某一最低強度呀粘結強度。
5.2 裝置和器具
5.2.1 淬火鋼球
質量為227±2g，直徑約為38mm。
5.2.2 裝置
能使鋼球從規定高度自由落下的裝置或能使鋼球產生相當自由落下速度的投球裝置。當使用投球裝置時，其最終球速與自由落球最終速度容許偏差為±1%。
5.2.3 試樣支架
如圖１所示，由兩個經機械加工的鋼框組成，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、硬度為邵爾A50°的橡膠墊。下鋼框安放在高度約為150mm的鋼箱上，試樣放在質量約為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、硬度為那爾A50°的橡膠板。
5.2.4天平
精度為0.05g。
5.3試樣
試樣為邊長 mm的正方形平型試驗片。
5.4試驗程序
試樣應保存在規定的溫度下至少4h，然后立即進行試驗。
將試樣放在符合5.2.3條的試樣支架上。試樣的沖擊面與鋼球入射方向應垂直，允許偏差在3°以內。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周邊上任一點的移動距離不超過2mm。
當沖擊高度小于或等于6m時，鋼球沖擊點應位于試樣中心25mm范圍內；當沖擊高度大于6m時，鋼球沖擊點應位于試樣中心50mm范圍內。
鋼球所沖擊的試樣表面應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。
5.5結果表達
評價試樣破壞的形式和程度，如果碎片與試樣分離，則應分別稱取沖擊面反側剝離的碎片的總質量和最大碎片的質量，精確到0.lg。
6抗穿透性試驗(2260g鋼球試驗)
6.1試驗目的
評價安全玻璃的抗穿透性能。
6.2裝置和器具
6.2.1淬火鋼球
質量為2260±20g，直徑約為82mm。
6.2.2裝置
能使鋼球從規定高度自由落下的裝置或能使鋼球產生相當自由落下速度的投球裝置。當使用投球裝置時，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
結構與5.2.3相同。
6.3試樣
試樣為邊長 mm的正方形平型試驗片，或從前風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。如果用前風窗玻璃制品或其它彎型安全玻璃進行試驗，應保證在安全玻璃與試樣支架之間有良好的接觸。
6.4試驗程序
試樣應保存在規定的溫度下至少4h，然后立即進行試驗。
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垂直,允許偏差在3°以內。必要時，可將試樣夾緊在試樣支架上，以確保在試驗過程中，試樣沿著夾具內周邊上任一點的移動距離不超過2mm。
沖擊點應位于試樣中心25mm范圍內。鋼球所沖擊試樣的表面應是安裝在車輛上的安全玻璃的內表面。每塊試樣只允許沖擊一次。
6.5結果表達
如果在沖擊后5s內，鋼球完全穿透試樣，結果就記錄為“穿透”；如果鋼球仍在試樣上部或楔在孔內5s或5s以上，結果就記錄為“未穿透”。
7抗磨性試驗
7.1試驗目的
確定安全玻璃是否具有某一最低限度的耐磨性。
7.2裝置和器具
7.2.1磨耗儀1]
如圖2。包括：一個以逆時針旋轉的水平回轉臺及中心夾緊裝置，其轉速為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；每個磨輪施加500g質量的壓力并置于試樣上。
磨耗儀的回轉臺應旋轉平穩，并保持在一水平面上（距轉臺周邊1.6mm處，水平面偏差不大于±0.05mm）。
當磨輪與旋轉著的試樣接觸時，兩個磨輪以相反的方向旋轉，在大約30cm2的環形軌跡上沿著曲線對試樣施加壓磨作用。試樣每轉一圈受壓磨兩次。
7.2.2 磨輪2]
直徑45～50mm，厚度12.5mm，由經細篩分選的特種磨料嵌入中等硬度的橡膠中制成.磨輪的硬度為邵爾A72±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個點按GB531測量硬度，在完全加壓10s后開始讀數。
這種磨輪是用來慢磨平玻璃表面的。
7.2.3 光源
白熾燈，其燈絲包含在1.5mm×1.5mm×3mm的平行六面體內。加于燈端的電壓應使色溫為2856±50K。該電壓應穩定在1/1000內。測量電壓的儀表應有相應的精度。
7.2.4 光學系統
由經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能調整。
遠離光源一側距透鏡100±50mm處插入一光闌，將光束直徑限制在7±1mm內。
7.2.5 測量散射光設備
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7.4.3條所描述的程序要求，積分球的出口裝有一吸光罩或標準反射器，當無試樣插入光束中時，吸光罩應將光全部吸收。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應等于2atg4°，a是積分球的內直徑。
光電池必須裝在從入口或標準反射器趨勢射來的光不能達到的位置。
積分球的內表面和標準反射器內表面應具有基本相等的反射率，并且是無光澤和無選擇性的。
在所使用的發光強度范圍內，光電池的輸出必須是線性的，其誤差在2%以內。
該儀器的設計應使積分球內部處于黑暗狀態時，電流計顯示為零。
整套裝置定期用霧度標準樣板檢查。
如果用其他設備或方法測定霧度，其結果必須與上述裝置所測定的結果進行修正，達到與上述測定結果一致。
7.3試樣
試樣為邊長100mm的正方形的平型試驗片，其兩個表面應平整且基本平行，在中心鉆一直徑約7mm的固定孔。
7.4 試驗程序
應在安全玻璃的內表面、外表面上都進行磨耗試驗。當內、外表面都是玻璃時只在外表面進行磨耗試驗。
7.4.1 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.用空氣或氮氣吹干；
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。
7.4.2 當對安全玻璃的玻璃表面進行試驗之前，試樣要在20±5℃的溫度和40%～80%的相對濕度條件下至少放置48h。
當對安全玻璃的塑料表面進行試驗之前，試樣要在23±2℃的溫度和45%～55%的相對濕度條件下至少放置48h。
7.4.3 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個數值。
表１
|
讀數
|
試樣
|
吸光罩
|
標準反射器
|
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，重復讀出試樣規定位置的τ1、τ2、τ3和τ4值，確定均勻性。
計算總透光度：＝τ2/τ1
計算散射透光度：
計算霧度或散射光，或兩者的百分率：
在未磨耗的區域內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果加以平均；或者將試樣均勻地以3r/s或更快的速度旋轉來獲得一個平均值，則可以代替上述四個測量值。
對于每種安全玻璃，在同樣載荷下須進行三次試驗。對于安全玻璃的外表面，試驗磨1000轉表示深磨表面的霧度；對一表面，磨100轉表示淺表面的霧度。
安全玻璃的磨耗試驗應在與試樣和磨輪放置的環境相同的條件下進行。
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 速均勻地轉動來獲得一個平均值，則可以代替上述四個測量值。
7.4.4 結果表達
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果。
8 碎片狀態試驗
8.1 試驗目的
評價安全玻璃破碎時碎片引起傷害的可能性。
8.2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。
8.3試樣
制品。
8.4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。
感光紙應在沖擊后10s內開始曝光并且在沖擊后3min內結束。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。當用整塊前風窗玻璃制品時，在主視區的中心。
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。
8.5結果表達
根據感光圖上碎片的尺寸、形狀和分布狀態評價碎片狀態。
9人頭模型試驗
9.1試驗目的
評價在鈍物沖擊下安全玻璃是否具有最低強度或粘結強度。如果需要，試驗可在前風窗玻璃制品上進行。
9.2裝置與器具
9.2.1人頭模型
由硬木球體和橫梁組成。球體和橫梁之間有一由相同材質制成的頸形物連接，在橫梁上部有一連接桿，球體下半部套上可更換的毛氈帽，如圖5，其總重量為10±0.2kg。
9.2.2裝置
能使人頭模型從規定高度自由落下的裝置或能使人頭模型產生相當自由落下速度的投射裝置。當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%。
9.2.3試樣支架
對于平型試驗片的支架如圖6所示，由兩個經機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、厚度3mm、硬度為邵爾A70°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。
9.2.4 試樣
長度為 mm，寬度為 mm的平型試驗片，或采用制品作為試樣。
9.3 試驗程序
9.3.1 平型試驗片的試驗
平型試驗片應保持在20±5℃溫度下至少4h，然后立即進行試驗。將平型試驗片安放在9.2.3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，應保證在試驗時，試樣的移動不超過2mm。試樣的平面應與人頭模型入射方向垂直。
將人頭模型提升到規定高度后自由落下，落點必須在試樣中心40mm范圍內，沖擊的表面應是安裝到車輛上的安全玻璃的內表面，每塊試親只允許沖擊一次。
9.3.2 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成，支撐面覆蓋一層厚3mm，寬15mm，硬度為邵爾A70°的橡膠墊。
支架置于一剛性物面上，其間墊一層厚約3mm，硬度為邵爾A70°的橡膠墊。
制品表面應與沖擊方向垂直。
人頭模型應落在制品中心40mm范圍內。
9.4 結果表達
根據不同速度鈍物沖擊下的試樣破壞程度評價安全玻璃的強度或粘結力。
對于按9.3.2條試驗的安全玻璃，根據玻璃與中間層的粘結力情況以及中間層撕裂的尺寸、形式評價試驗結果。
注：1]磨耗儀可采用美國Teledyne Taber公司的產品，或與之同等性能的儀器。
2]磨輪可采用美國Teledyne Taber公司的產品，或與之同等性能的磨輪。
