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[PDF] GB/T 5137.1-2020 - 自动发货. 英文版

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GB/T 5137.1-2020 英文版 355 GB/T 5137.1-2020 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 汽车安全玻璃试验方法 第1部分:力学性能试验 有效

基本信息
标准编号 GB/T 5137.1-2020 (GB/T5137.1-2020)
中文名称 汽车安全玻璃试验方法 第1部分:力学性能试验
英文名称 Test methods of safety glazing materials used on road vehicles -- Part 1: Mechanical properties tests
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 T34
国际标准分类 43.040.60
字数估计 26,228
发布日期 2020-03-31
实施日期 2021-02-01
起草单位 中国建材检验认证集团股份有限公司、福耀玻璃工业集团股份有限公司、江苏铁锚玻璃股份有限公司、宁波神通模塑有限公司、旭硝子汽车玻璃(中国)有限公司、信义汽车玻璃(深圳)有限公司、科思创(上海)管理有限公司、迈图(上海)贸易有限公司、康得新光学膜材料(上海)有限公司、南京安达玻璃技术有限公司、信义汽车部件(天津)有限公司、东莞奔迅汽车玻璃有限公司、国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心
归口单位 全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)
提出机构 中华人民共和国工业和信息化部
发布机构 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会

GB/T 5137.1-2020: 汽车安全玻璃试验方法 第1部分:力学性能试验
GB/T 5137.1-2020 英文名称: Test methods of safety glazing materials used on road vehicles -- Part 1: Mechanical properties tests
1 范围
GB/T 5137的本部分规定了汽车安全玻璃的抗冲击性试验、抗穿透性试验、抗磨性试验、碎片状态
试验、人头模型冲击试验、划格试验以及柔性和折叠试验的试验方法。
本部分适用于汽车安全玻璃的试验。
2 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。
QC/T 1119 汽车安全玻璃术语(QC/T 1119-2019,ISO 3536:2016,MOD)
ISO 6487 道路车辆 冲击试验测量技术 仪器设备
3 术语和定义
QC/T 1119界定的术语和定义适用于本文件。
4 试验条件
除有特殊规定的章节外,试验应在下述环境条件下进行:
a) 环境温度:20℃±5℃;
b) 大气压力:8.60×104Pa~1.06×105Pa;
c) 相对湿度:40%~80%。
5 抗冲击性试验(227g钢球试验)
5.1 试验目的
确定在小硬物冲击下安全玻璃是否具有某一最低强度或粘结力。
5.2 试验装置及器具
5.2.1 钢球
质量为227g±2g,直径约为38mm的淬火钢球。
5.2.2 下落装置
能使钢球从规定高度自由落下的装置。当冲击高度小于或等于6m时,钢球冲击点应位于试样中
心半径25mm圆范围内,当冲击高度大于6m时,钢球冲击点应位于试样中心半径50mm圆范围内。
5.2.3 试样支撑装置
由三部分构成:上框架、下框架和钢箱,均为方型,如图1所示。两个钢制框架,壁厚为15mm、高
度23mm,接触面经机加工,上附厚度3mm±0.5mm、宽度15mm±1mm、硬度邵尔A(50±5)的橡
胶垫圈。试样位于上下框架之间。
下框架位于钢箱之上。钢箱由12mm厚钢制底板和10mm厚侧板焊接加工而成,安放于垫有厚
度3mm±0.5mm、硬度邵尔A(50±5)橡胶板的地面。
5.2.4 天平
精度至少为0.1g的天平。
5.3 试样
以与制品同材料、同工艺条件下制备的特制平型试验片或从制品最平部位上切取的试验片为试样,
尺寸为300+10 0 mm×300+10 0 mm。适用时也可以制品为试样。试样预处理要求见表1。
5.4 试验程序
5.4.1 冲击高度
不同试样的冲击高度见表2。
5.4.2 时间间隔控制
对于高温或低温试验,塑料材料、塑玻复合材料及厚度小于2.5mm的其他材料,从离开试样放置
条件到钢球释放的时间间隔不应超过30s。除此之外的材料,时间间隔不应超过表3的规定。
6 抗穿透性试验(2260g钢球试验)
6.1 试验目的
评价安全玻璃的抗穿透性能。
6.2 试验装置
6.2.1 钢球
质量为2260g±20g,直径约为82mm的淬火钢球。
6.2.2 下落装置
能使钢球从规定高度自由落下的装置。钢球冲击点应位于试样中心半径25mm的圆范围内。
6.3 试样
以与制品同材料、同工艺条件下制备的特制平型试验片或从制品最平部位上切取的试验片为试样,
尺寸为300+10 0 mm×300+10 0 mm。适用时也可以制品为试样。
试验前夹层玻璃试验试样应在温度20℃±5℃、相对湿度40%~80%下至少放置4h。塑玻复合
材料试样应在温度23℃±2℃、相对湿度45%~55%下至少放置48h。塑玻复合材料试样应在离开放
置条件30s内开始试验。
6.4 试验程序
将试样放在符合5.2.3所述的支撑装置上。试样的冲击面与钢球入射方向应垂直,允许偏差在3°
以内。在曲面试样的情况下,应确保试样能与支撑装置边缘充分接触。必要时,可将试样夹紧在支撑装
置上,以确保在试验过程中,试样沿着支撑装置内周边上任一点的移动距离不超过2mm。冲击高度为
4000mm,允许偏差范围为0mm~25mm,是指钢球下表面到试样上表面的距离。
钢球所冲击试样的表面应是代表安装在汽车上的安全玻璃的内表面,且仅冲击1次。
冲击后评价钢球是否在5s内穿透试样。
7 抗磨性试验
7.1 试验目的
确定安全玻璃在室温下是否具有某一最低限度的耐磨性。
7.2 试验装置
7.2.1 磨耗仪。示意图见图2。磨耗仪由以下部分组成:
a) 一个以逆时针旋转的水平回转台及中心夹紧装置。回转台应旋转平稳,并保持在一水平面上,
距转台周边1.6mm处的端面跳动应不大于±0.05mm,其转速为55r/min~75r/min。
b) 两个平行加载臂,各装有一个特制的磨轮,磨轮装在滚动轴承水平轴上,可自由旋转。两磨轮
内表面距离为(52.4±1.0)mm(对应两磨轮中心线距离65.1mm),两磨轮轴的中心线与旋转
台轴线的水平偏移距离为(19.05±0.30)mm,如图2b)所示。如无其他特殊要求,每个磨轮施
加于试样上载荷质量为500g。磨轮硬度为邵尔A(81±5),是由诸如氧化铝和碳化硅等磨料
颗粒和弹性黏结剂组成的柱状物。磨料颗粒尺寸应在20μm~120μm且均匀分布在弹性黏
结剂中。磨轮通过具有直径(16.0±0.1)mm孔的轮毂安装到磨耗仪臂的法兰座上。轮子的边
部应平行,宽度12.7mm±0.3mm,外直径在44.4mm~52.5mm。图2b)显示了磨轮在试样
上的有效载荷、磨轮对称面距离、磨轮与旋转台轴线的偏移(数值修约到了整数)。
磨轮应在整个宽度上均平整的位于试样上。当磨轮与旋转着的试样接触时,两个磨轮以相反
的方向旋转,在大约30cm2 的环行轨道上沿着曲线对试样施加压磨作用。试样每转一圈受压
磨两次。
c) 一个真空抽吸系统,真空吸嘴将在试验中试样表面的碎片和研磨颗粒吸走。真空吸嘴的高度
应可调节,吸嘴开口直径为11mm。
7.2.2 雾度仪。示意图见图3。雾度仪组成及要求如下:
a) 光源和光探测器。光源色温为2856K±50K。光探测器应符合CIE1931标准色度观察者的
要求。光源和探测器在整个测试期间应保持稳定,输出变化应在整个所用量程的1%之内。
b) 积分球。积分球直径无限制,但其总开口面积应不超过球体内反射面积的4%,入口和出口应
集中在球体的一个大圆弧上,且出口入口中心点与球心形成的角度至少为170°。出口应在入
口中心点形成一个8°的角度。当光陷阱在位、无试样时,光束应通过入口和出口的中心线。光
电池应置于球体入口90°±10°处,并遮挡使其不暴露在入口直接光照下。若在毗邻出口内壁
采用作为反射参照的可回转修正物,旋转角度应为8°±0.5°。
照射试样的光束应为大体单向的,光束中任意光线与光束轴线的最大夹角为3°。光束在积分球任
意开口都不能出现光晕。试样置于积分球入口时,试样的垂线与积分球出口、入口连线的夹角不应超
过8°。
系统中的光圈将光束聚集在试样研磨后的轨迹上,并限制其直径在7mm±1mm。产生的光束在
无试样阻碍的情况下,在出口的横截面应为大致圆形、边界清晰、均匀明亮、集中在出口内,在对向的入口留有1.3°±0.1°的环带。
7.4 试样
以与制品同材料、同工艺条件下制备的边长100mm的正方形特制平型试验片或从平型制品上切
取的试验片为试样,其两个表面应足够平整且平行,如必要在中心钻一直径约7mm±0.5mm的固定
孔。内外表面均需进行磨耗测试时,试样数量加倍。对于厚度超过20mm的夹层制品,可只对其外层
材料进行试验。
7.5 试验程序
7.5.1 试验面及研磨转数确定
应在代表汽车玻璃外表面的试样表面进行磨耗试验。对塑料材料还要进行内表面的试验。试验面
7.5.2 清洁
测试前,从试样上去除任何保护材料。如需要,按制造商推荐的方式清洁试样。若无推荐方案,采
用下述步骤进行清洁:
a) 用异丙醇(IPA)浸泡的无尘布,按一个方向轻擦试样的两表面,去除任何残留的粒子。对于异
丙醇影响表面性质或清洁效果不好的材料,采用加市售清洁剂(如餐具洗洁精)的水溶液或其
他与试样适合的清洁溶液。首先竖直方向擦拭试样,然后水平方向,最后擦拭边部。
b) 用蒸馏水、去离子水或软化水漂洗。
c) 在两片亚麻布间轻压干燥,或用干净空气或氮气吹干。
7.5.3 初始雾度测量及计算
将放置后试样待磨面朝向积分球入口进行测量。每片试样,沿待研磨轨迹位置,在至少4个等间隔
点测量,取平均值。
7.5.4 研磨
将试样待磨面朝上安装在磨耗仪回转台上。用压板和螺母固定。选择所用的载荷并将其固定到磨
耗仪上。降低真空吸嘴,调整到距离试样表面1mm。在设置真空吸嘴高度后,应确保后部真空吸嘴不
接触试样。
设置真空吸力,使残余压力达到-13.7kPa或更低。降低磨耗仪臂使磨轮接触试样表面。使计数
器回零,设置需要的转数。
启动磨耗仪,使试样承受所选择转数的研磨。对于外表面,可根据测试材料性质选择研磨100转、
500转或1000转。对于内表面,用新试样磨100转。
7.5.5 最终雾度测量及计算
将磨后试样被磨面朝向积分球入口,测量被研磨轨迹的最终雾度。每片试样,沿研磨轨迹位置,在
至少4个等间隔点测量,并取平均值。若研磨轨迹不均匀,则沿着轨迹测量16个均布点并取平均值。
试样法线和光束轴线间的夹角不应超过8°。雾度测量及计算方法同7.5.3。
7.5.6 磨耗引起的雾度计算
用最终雾度值减去初始雾度值,即得到磨耗引起的雾度值。
8 碎片状态试验
8.1 试验目的
评估钢化玻璃破碎时碎片特性。
8.2 试验装置
能使玻璃从冲击面破碎的工具,如尖头小锤或其他等效工具,尖头的曲率半径应为0.2mm±
0.05mm。
8.3 试样
以制品或特制试验片为试样。
8.4 冲击点
冲击点的位置见图4。
点1:位于试样几何中心在玻璃表面的投影点。
点2:位于最长中心线的最大曲率点。
对于点1或点2位于玻璃之外特殊形状制品,冲击点由供需双方商定。
8.5 试验程序
8.5.1 试样不应刚性固定,但应采取措施确保破碎后碎片不散落、飞溅。可采用将试样放在相同形状
和尺寸的第二块试样上,用透明胶带沿周边粘牢的方式。
8.5.2 冲击试样冲击点使之破碎。
8.5.3 在冲击后10s到3min内采用感光纸方式或其他有效措施完成碎片状态的保留记录。保留措
施应确保计数准确性以及能准确识别碎片最大区域。
8.5.4 试样周边20mm和冲击点周围半径75mm区域为非评价区。在评价区内对50mm×50mm
范围内最小碎片数进行计数,延伸超出计数区域一边的碎片记作半块。记录是否有面积超过3cm2 的
碎片及最长的长条碎片长度。若碎片超出评价区,则碎片面积及长度仅计量评价区内部分。对长条碎
片同时记录其尖端是否为刀刃状,若其进入试样边缘20mm区域,其本身或其延长线与试样边部夹角
是否大于45°。
9 人头模型冲击试验
9.1 无减速测定的人头模型冲击试验
9.1.1 试验装置
9.1.1.1 人头模型
人头模型呈球形或半球形,由层合硬木制作,带有可更换毡帽和木质横梁。毡帽厚度为5mm±
1mm。在球形和横梁之间为一个颈状部件,在横梁另一侧是一个安装杆。
9.1.1.2 下落装置
能使人头模型从规定高度自由落下的装置。冲击时人头模型应落在制品中心半径40mm的圆范
围内。
9.1.1.3 试样支撑装置
用于平型试验片的支撑装置如图6所示。由两个钢框组成,其中一个安装在另一个之上,它们相对
的面宽50mm,经机加工,并分别黏附厚度3mm±0.5mm、宽度15mm±1mm、硬度为邵尔A(70±
5)的橡胶垫圈。试样位于两个钢框之间。上框用至少8个螺栓压紧在下框上,M20螺栓的推荐扭矩最
小为30Nm。也可选择其他压紧方式。支架置于坚硬支撑面上,其间垫一层厚度3mm±0.5mm,硬度
为邵尔A(70±5)的橡胶板。
用于制品的支撑装置由一与制品形状一致的刚性支架构成,支撑面覆盖一层厚度3mm±0.5mm、
宽度15mm±1mm、硬度为邵尔A(70±5)的橡胶垫圈。在曲面试样的情况下,要确保试样能与支撑
装置边缘充分接触。支架置于坚硬支撑面上,其间垫一层厚度3mm±0.5mm,硬度为邵尔A(70±5)
的橡胶板。
9.1.2 试样
试样为制品或与制品同材料、同工艺条件下制备的平型特制试验片。试样尺寸见表6。夹层玻璃
和中空玻璃试样试验前应在温度20℃±5℃、相对湿度40%~80%下至少放置4h,有贴膜时应至少放
置7d。塑玻复合材料试样试验前应在温度23℃±2℃、相对湿度45%~55%下至少放置48h,并在
30s内开始试验。
9.1.3 试验程序
9.1.3.1 平型试样试验
将试样安放在9.1.1.3所述的支撑装置上。螺栓上施加的扭矩,应保证在试验时试样的移动不超过
2mm。试样的平面应与人头模型入射方向垂直。
人头模型冲击高度为1500mm,允许偏差(-5,0)mm。冲击的表面应是代表安装到车辆上的安
全玻璃内表面,每块试样只允许冲击一次。
冲击后记录钢化玻璃是否破坏、夹层玻璃或塑玻复合材料是否破裂并产生圆形裂纹、中间层是否撕
裂、人头模型是否穿透试样、是否有大的碎片剥离等。
9.1.3.2 风窗制品的试验
将风窗制品自由放置在支架上,其冲击面应是安全玻璃内表面。必要时可将试样夹紧在支架上。
人头模型冲击高度为1500mm,允许偏差(-5,0)mm。冲击点区域表面应与冲击方向大体垂直。
冲击后记录环状裂纹半径、中间层裸露面积和/或裂口长度、剥落碎片宽度等。
毡帽如有破损,应立即更换。
9.2 带减速测定的人头模型冲击试验
9.2.1 试验目的
评价在常温下大型钝物冲击下塑料或玻璃材料的最低强度和破碎状态,并用计算的 HIC(头部损
伤水平)值来评估颅脑伤害的危险。
9.2.2 试验装置
9.2.2.1 人头模型
人头模型总质量为10.0+0.2 0.0kg,其结构示意图见图7。在钢制基板(21)的中部,三轴安装块(24)被
安装在重心部位,用来固定测量x、y、z三方向的加速度传感器(25)。x、y方向传感器水平布置且相互
垂直;z方向传感器竖直布置且垂直于x、y方向传感器。
尼龙冲击盆(17)和丁二烯橡胶盖(18)位于钢制基板(21)下面,通过调整中间环(12)和尼龙冲击盆
(17)的硬度及厚度来调节人头模型冲击的弹性性能。
可以采用无线传输代替同轴线缆,但应保证额外安装的电子元件不影响人头模型的质量、重心以及
弹力。电子元件只能安装在钢制基板(21)上。如必要可以进行质量修正,但修正物也必须在基板面向
人头模型内空腔的表面。
9.2.2.2 测量设备
用于记录和评价测得的减速曲线ax(t)、ay(t)和az(t),数据从人头模型的加速度传感器通过有线
或无线传输得到。测量和记录装置应符合ISO 6487要求,信道振幅(CAC)为5000m/s2,信道频率
(CFC)为1000Hz。
9.2.2.3 下落装置
能使人头模型从规定高度自由落下的装置。人头模型冲击点必须在试样中心半径40mm的圆范
围内。
9.2.2.4 试样支撑装置
试样支撑装置同9.1.1.3,但在平型试验片支架上所粘贴橡胶宽度应为50+1 0mm。
9.2.3 人头模型的校准和调整步骤
在每一试验系列前及在一个系列中不超过50次试验,人头模型应调整和校准。使之从不同高度下
落的在Z 轴上的最大减速度az 在表7的限定值内。减速曲线必须是单峰振动,254mm下落高度的减
速度在100g以上的时间应在1.5ms~2ms之间。
校准所用落体装置应允许降落高度在50mm和254mm之间调整,且精度在1mm之内。校准冲
击板为尺寸600mm×600mm、厚度至少为50mm的钢板。钢板表面抛光至平均粗糙度Ra< 0.5μm、
平整度公差t=0.05mm。冲击板应干净、干燥,自由放置在混凝土基础上。
9.2.4 试样
试样为制品或与制品同材料、同工艺条件下制备的平型特制试验片。试样尺寸见表8。玻璃材料
试验前试样应在温度20℃±5℃、相对湿度40%~80%下至少放置4h。塑料材料试验前试样应在温
度23℃±2℃、相对湿度45%~55%下至少放置48h。
9.2.5 试验步骤
若是平型试验片,将试样固定在9.2.2.4所述的支撑架上;若是制品,将其夹在形状与其吻合的支架
上。试样的平面应与人头模型入射方向垂直。螺栓上施加的扭矩或气压水压,应保证在试验时试样的
移动不超过2mm。
对风窗制品,冲击高度为3m。对风窗外的制品或试验片,若位于乘员前面有冲击的可能冲击高度
为3.0m;侧窗、后窗、天窗等不易受到冲击的冲击高度为1.5m。
人头模型冲击的表面应是代表安装到车辆上安全玻璃的内表面,每块试样只允许冲击一次。
在通过有线传输数据的情况下,宜有相应的导向系统保证人头模型竖直冲击到试样上;在通过无线
传输数据的情况下,导向系统可省掉。
将人头模型提升到要求的高度后释放并使其自由垂直地降落到试样上。降落装置或数据传输线缆
等都不能给人头模型施加外力。
在人头模型冲击到试样后,应检查在框架中试样边缘是否移动超过2mm,冲击点是否满足要求。
对于竖直冲击,加速度分量ax、ay 应小于0.1az。
9.2.6 评价
减速曲线应做如下评价:
重心所产生的减速度是重力g的倍数,按公式(4)从测得的减速曲线ax(t)、ay(t)和az(t)计算得
出,单位m/s2。
10.2 试验装置
切割工具如图8所示,是带有6个间距为1mm切割刀片的阵列。另有两个导向刀片,导向刀片应
和切割刀片同直径;当切割刀片磨损到0.1mm,应重新磨利。
10.3 试样
试样可以是任何形状、平型或弯型,但要有足够大小,满足10.4的切割的需要。
10.4 试验步骤
10.4.1 切割涂层深达界面,形成6条平行的割线,然后垂直这些线再次切割,形成一个25个格子的方
阵。切割工具的切割速度应为2cm/s~5cm/s,导向刀片应均匀地接触试样表面。两个导向刀片形成
的割线不在评价范围内,仅用于纠正工具的操作。
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