光纤试验方法规范+第33部分_机械性能的测量方法和试验程序——

雪中华人民共和国国家标准部分代替光纤试验方法规范第部分机械性能的测量方法和试验程序应力腐蚀敏感性参数发布实施宰瞀鹃鬻瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会反目次前言范围规范性引用文件方法概述样本和样品试验程序计算结果附录规范性附录轴向张力法测动态”值附录规范性附录两点弯曲法测动态值附录规范性附录轴向张力法测静态值附录规范性附录两点弯曲法测静态值附录规范性附录均匀弯曲法测静态值附录资料性附录动态疲劳计算的考虑附录资料性附录静态疲劳计算的考虑附录资料性附录应力腐蚀敏感性参数试验方法的考虑坨增加前言光纤试验方法规范由若干部分组成其预期结构及对应的国际标准和将代替的国家标准为第部分第部分测量方法和试验程序总则对应至代替一第部分第部分尺寸参数的测量方法和试验程序对应至代替第部分第部分机械性能的测量方法和试验程序对应至代替第部分第部分传输特性和光学特性的测量方法和试验程序应至代替一第部分第部分环境性能的测量方法和试验程序对应至代替。其中由以下部分组成第部分机械性能的测量方法和试验程序光纤筛选试验第部分机械性能的测量方法和试验程序抗张强度第部分机械性能的测量方法和试验程序涂敷层可剥性第部分机械性能的测量方法和试验程序应力腐蚀敏感性参数第部分机械性能的测量方法和试验程序光纤翘曲。本部分为的第部分本部分修改采用国际电工委员会标准光纤第部分测量方法和试验程序应力腐蚀敏感性参数。本部分与的主要差异如下按照我国标准的编排格式和表述要求对一些内容安排做了调整增加了“第章方法概述”删除了版本中第章、第章、第章将其内容和第章某些内容分别放在本部分的第章和第章在所有的规范性附录中均增加了“概述”一条第章中删除了适用于光纤类别测量中的类多模光纤纠正了版本附录中条公式中的错误由于附录中存在明显错误整个仍然采用中的内容。本部分代替光纤总规范第部分机械性能试验方法中第章、章、章、章、章和章。本部分与相比主要变化如下将原正文中的五种试验方法的详细描述用规范性附录列出年版的章、章章、章、章本版的附录、附录、附录、附录和附录抗张试验长度范围由原来的改为从年版的本版的。本部分的附录、附录、附录、附录和附录为规范性附录附录、附录和附录为资料性附录。本部分由中华人民共和国信息产业部提出。本部分由中国通信标准化协会归口。本部分起草单位武汉邮电科学研究院。本部分主要起草人刘泽恒、陈永诗、程淑玲。本部分为第一次修订它与其他部分一起代替范围光纤试验方法规范第部分机械性能的测量方法和试验程序应力腐蚀敏感性参数的本部分规定了五种确定应力腐蚀敏感性参数的主要试验方法确立了有关应力腐蚀敏感性参数测量的统一试验程序和技术要求。本部分适用于、类多模光纤和类单模光纤的测量。规范性引用文件下列文件中的条款通过的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注开期的引用文件其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本部分然而鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注期的引用文件其最新版本适用于本部分。光纤可靠性幂定律理论方法概述在实际中通常使用动态疲劳试验和静态疲劳试验来确定应力腐蚀敏感性参数分别称为动态值和静态值。任何光纤的机械试验都应在尽可能接近实际应用的模拟条件下确定断裂应力和疲劳性质。常用的试验方法有下面五种轴向张力下的动态值试验方法两点弯曲下的动态值试验方法轴向张力下的静态值试验方法两点弯曲下的静态值试验方法均匀弯曲下的静态值试验方法。如果静态和动态疲劳试验在相同的有效测试时间内完成则两种试验方法的结果相差不大。对动态疲劳试验而言这意味着其测试时间是静态疲劳试验测试时间的倍。采用静态疲劳试验方法时对较长的测量时间和相应较低的施加应力水平值增加。本部分中给出的静态疲劳试验测试时间范围比在相对短的时间内完成的动态疲劳试验测试时间范围更接近实际情况。这些试验提供的应力腐蚀参数值可以根据用于可靠性计算。每一种试验方法的框图和技术要求分别见附录、附录、附录、附录和附录。用各种疲劳试验方法得到的应力腐蚀敏感性参数值可能不同。测量时间和施加的应力量对测试结果均有影响在选择试验方法时必须小心选择何种方法应在用户和制造厂之间达成一致。附录规定的轴向张力法测动态值是基准试验方法由于它与其他试验方法相比得到的值最小且试验周期最短故作为仲裁试验。所有试验都应在恒定的环境条件下进行。除非另有规定试验环境条件应符合下面的规定温度士相对湿度土。样本和样品疲劳试验的测量是用统计的方法每一种试验都是总体中的许多样品或样本在几种条件下进行试验用不同样本组的断裂应力或断裂时间来计算应力腐蚀敏感性参数。样品长度样品长度是随所用的试验程序而定。满足试验方法的样品长度见相应的附录、附录、附录、附录和附录。抗张试验长度范围从到至多。两点弯曲试验所试验的实际长度小于。均匀弯曲试验大约是。样品制备和处理所有试样在试验环境中至少预处理。光纤置于高温高湿环境中即使是短暂的时间用这些试验方法测量的值也会改变。使用这些方法的指南在中有详细描述。试验程序对于单独的试验方法分别见附录、附录、附录、附录和附录。用几组样本在各种应力条件下进行试验每组样本由许多样品组成采用一种应力条件。对静态疲劳试验施加一个恒定的应力给样本并测量断裂时间。对动态疲劳试验应力率随样本变化并测量断裂应力。下面是所有方法的基本程序完成预处理把样品分成样本组给每个样本组施加规定的应力条件测量断裂时间或应力完成计算。计算每种单独试验方法的计算分别在附录、附录、附录、附录和附录中给出。结果试验结果报告应包括下列内容试样名称试样识别号应力腐蚀敏感性参数试验方法相对湿度和环境温度一试验日期和操作人员。根据要求报告中也可包括下列内容试验方法要求的规定资料应用程序出现的任何偏差失效或可接受的临界值。概述附录规范性附录轴向张力法测动态值本方法用来确定光纤在规定的恒定应变速率下的动态应力腐蚀敏感性参数动态值。本方法只用于在规定的最高应变速率下中值断裂应力大于的光纤。对中值断裂应力小于的光纤本方法的测试条件达不到足够的精度。本方法通过改变应变速率来试验光纤的疲劳性能。本试验适用于断裂应力值的对数与应变速率的对数呈线性关系的光纤和应变速率。装置本节规定了用于动态断裂应力试验装置的基本要求。典型示例见图、图和图。拉伸试验中试样的标距长度为至少至多。图拉伸试验装置示意图图旋转试验装置示意围带张力传蓐器的旋转轮图带有负载传盛器的旋转试验装置示意图试样夹持应把受试光纤段两端夹紧并施加张力直到光纤标距长度区域发生断裂应通过增加表面摩擦防止过分打滑来尽量减少光纤在夹持处的断裂。应记录光纤在夹持处的断裂但不算作试样的有效数目或不用于随后的计算中。选择一种用弹性材料套覆盖表面的合适轮子来夹持光纤。不受试验的一段光纤围绕轮子缠绕几圈端头用弹性带或胶粘带固定。光纤绕在轮子上不得交叉。光纤伸长前两轮轴芯之间的光纤长度定为标距长度。确定轮子和滑轮直径的原则是缠绕在轮子上的光纤不应受到能引起光纤断裂的弯曲应力。对典型的石英系光纤如图那样缠绕在轮子上或绕过滑轮时弯曲应力不应超过对。包层涂覆层一石英光纤最小的轮子直径为。轮子表面应有足够的刚性以保证充分加载时光纤不会切割表面。通过预先试验的方法能够确定这一条件。给光纤施加应力光纤应在恒定的应变速率下伸长直至断裂。伸长速率用每分钟标距长度伸长的百分比来表示。完成光纤伸长直至断裂的方法有两种在恒定的速率下移动一个或两个轮子来增加夹持轮子之间的间距其初始间距等于光纤的标距长度见图旋转一个或两个轮子来收紧受试光纤见图和图。应变速率就是单位时间内受试光纤两定点之间的长度变化用百分比时间表示。如果使用方法应采取措施防止光纤在旋转轮上缠绕时互相交叉。如果同时试验多根光纤应保护每根光纤不受相邻光纤的影响以便在断裂处的鞭击不损伤其他受试光纤。测量断裂力应采用一个力值传感器测定每根试验光纤在拉伸过程中直至断裂时的抗张应力。对每一断裂应力范围传感器应标定在断裂负载或最大负载的以内。力值传感器应与光纤受到负载时的同样方式进行标定和定向。对方法当用一根绳子和标准质量来标定力值传感器时应当用一个轻的、低摩擦的滑轮或滑轮组来代替非旋转轮见图或旋转轮见图。一端连接到负载测试装置或其轮子的绳子应模仿实际试验光纤的方向并且粗细或直径类似于受试光纤。标定力值传感器至少使用三种标定质量其中包括典型的断裂负载或最大负载最大负载的最大负载最大负载的倍。应用记录仪记录断裂时的最大张力负载其响应时间应满足记录的断裂负载在真实值的以内。注对卧式旋转轮试验机的力值传感器进行标定时滑轮的摩擦影响可导致相当大的误差。应变速率控制速度控制单元的设定应通过试验确定以符合规定的应变速率应变速率应当用每单位时间标距长度的百分数表示。最大应变速率应不大于。选择有效的最大应变速率时应考虑试验方法的各个方面诸如设备的能力及试样的材料特性。除最大应变速率外还应另外使用三种应变速率它们大致以个数量级的大小依次从最大应变速率减小到最小应变速率。使用较快的应变速率结合较低的负载值可以缩短试验周期。例如若规定的应变速率为先用次快速率来试验一些试样以建立断裂应力范围。试验时先用次快速率把光纤预加载到等于或小于在此速率下找到的最低断裂应力的。接着再按规定的应变速率进行试验直至光纤断裂。表征应力速率应力速率会随光纤类型、拉伸设备、断裂应力、光纤打滑和施加的应变速率的不同而变化。可用下式表征用于疲劳计算中每一应变速率下的应力速率。口“一瓦万二页而式中“断裂应力断裂时间“至断裂应力时所用时间。试样样本大小由于测试结果的可变性对每一种应变速率至少测试个试样且舍去各应变速率下最低断裂应力数据点。当对。曲线斜率的估算标准偏差为或更大时则对每种应变速率应至少试验个试样并舍去各应变速率下的两个最低断裂应力数据点。可选择的样本大小正如中解释的在某些应用中需要知道估算动态张力应力腐蚀敏感性参数的置信区间时可能需要一些附加的试样。各种样本大小可查阅表样本的大小取决于期望的动态威布尔斜率。附录中的算法只限于每种应变速率都规定相同的样本大小的那些试验。程序本程序描述了如何从在给定的应变速率下试验的一组给定试样获得光纤断裂应力。数据的总体统计计算在中给出。设定和记录标距长度见。设定和记录应变速率见。如果使用的方法把夹持轮返回到标距长度的问隔位置。把试样两端依次安装在夹具上。光纤的切线点应与负载标定时处于同一位置。引导每根试样在卡盘上至少缠绕要求的圈数缠绕过程不得自相交叉。将负载记录仪置“”。启动电机拉伸光纤。记录应力与时问的关系曲线直至光纤断裂停转电机。对试样组内的所有光纤重复程序至。使用式计算每根光纤的断裂应力。计算应力速率。使用式至式完成需要的总体统计计算。计算断裂应力当忽略涂层效应小于时对通用包层直径为、涂覆层直径为聚合物涂覆层的光纤可用下式计算断裂应力。式中涂覆层光纤试样的断裂张力。一一玻璃光纤的标称横截面积。当涂覆层的效应明显时可采用附录中给出的一种更完整的方法计算断裂应力。给定应变速率下的断裂应力绘制表征总体的威布尔分布曲线需按以下步骤进行将断裂应力从最低值至最高值依次排列好并按顺序给定一个序号即第一号为最低断裂应力第二号为次低断裂应力等。即使几个试样的断裂应力相同也要对其给定不同的序号。计算每一断裂应力的累积断裂概率一一一式中样本大小。绘出一对的威布尔曲线。注在专用威布尔图纸上可绘出这根曲线。曲线上标出所需数据。对给定标距长度和直径的试样动态疲劳威布尔曲线与下述累积概率函数有关一。设一来定义一个与给定概率有关的序号。若为整数令为第序号的断裂应力。若不为整数令为低于的整数且一。然后令一口魁。中值断裂应力为“。威布尔斜率为“一面瓦丽玎可泵丽式中累积失效概率为时的断裂应力累积失效概率为时的断裂应力。威布尔参数为口。一譬警。“一“【面一十”绘出每种应力速率的威布尔分布曲线确定每种应力速率的中值断裂应力。动态张力应力腐蚀敏感性参数中值断裂应力通常会随恒定应力速率。按下式变化“譬。截距十式中截距为应力速率等于时断裂应力的对数如图所示。截距可按下式计算截距一斜率采用附录中给出的算法计算一、一、估算值和试验的置信区间。“与。曲线斜率的估算标准偏差应小于。参见附录中确定。结果除按第章的规定给出结果外本方法还应包括下列数据应变速率每种应变速率下的样本大小估算值的标准偏差一一和耳标距长度环境预处理时间断裂应力计算方法一光纤杨氏模量若考虑涂覆层杨氏模量若考虑一所有应变速率的威布尔曲线若采用计算应力速率的方法。应力速率图断裂应力对应力速率的动态疲劳曲线目毒一谢旃鉴一暑附录规范性附录两点弯曲法测动态值概述本方法用来确定光纤在一个恒