分析材料性能是質(zhì)量控制與研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的主要目標(biāo)。然而,要選擇正確的試驗(yàn)有時(shí)并不容易。試驗(yàn)分為多種不同類型的動(dòng)靜態(tài)試驗(yàn),其中包括:拉伸、壓縮、剪切彎曲和疲勞/斷裂。如果要選擇正確的系統(tǒng),需要考慮下列幾個(gè)方面:
●試驗(yàn)類型:拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切、反向應(yīng)力(扭轉(zhuǎn)并壓縮)
●試驗(yàn)試樣:配置、大小、形狀和材料
●zui大載荷:預(yù)期的zui大載荷,以磅、牛頓或千克表示
●zui大應(yīng)變位移/壓縮:預(yù)期的zui大伸長(zhǎng),以初始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比表示
●應(yīng)變測(cè)量:引伸計(jì)標(biāo)距、行程百分比、其他要求
提示 1:夾具的選擇
成功的夾持解決方案要求試樣不會(huì)滑動(dòng)、不會(huì)造成夾片斷裂,并且確保所施力的軸對(duì)稱性。有些情況下,夾持要求非常特別,會(huì)需要特別設(shè)計(jì)的夾具或工裝來(lái)滿足特殊的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。然而,多數(shù)情況下,可以使用通用的配件。通用夾具具有很多優(yōu)勢(shì),可以固定很多類型的試樣和材料,可以選擇使用很多不同的夾面、對(duì)齊工裝等。
試樣固定解決方案
操作員面臨的兩個(gè)zui常見(jiàn)問(wèn)題就是試樣滑動(dòng)和夾片斷裂。如果采用的是平底的機(jī)械或旋緊式夾具,經(jīng)常會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。選擇夾面時(shí),表面區(qū)域應(yīng)該足夠大能夠蓋住接觸部位(啞鈴試樣),或者對(duì)于平行試樣,盡可能多的蓋住接觸面。無(wú)論使用何種夾具,請(qǐng)確保試樣一端至少由 75% 的夾面有效長(zhǎng)度夾持,否則,將會(huì)降低夾持效率,有時(shí)還可能破壞夾面。如果你遇到夾持問(wèn)題,請(qǐng)記住重要的一點(diǎn)就是進(jìn)行試驗(yàn)。你得到zui終的結(jié)果是隨機(jī)的。當(dāng)夾具內(nèi)的樣品由于夾持力太大或鋸齒夾面夾入太深時(shí),常常會(huì)發(fā)生夾持部位破損。下面是減少夾持部位破損的提示:
●旋緊式夾具:當(dāng)固定樣品時(shí),操作員可能用了過(guò)大的力;請(qǐng)使用扭矩扳手或氣動(dòng)夾具。
●氣動(dòng)夾具:減小壓力,但請(qǐng)不要減小到會(huì)滑動(dòng)的程度。
●鋸齒夾面:改用單位面積具有更多鋸齒(咬入較小)的夾面,或墊上膠帶或類似材料(這樣可以減緩咬入,防止損壞樣品)。
試驗(yàn)單絲和單纖維或單絲可以貼附在穿孔卡片上。試樣的標(biāo)距長(zhǎng)度即為孔的高度。當(dāng)卡片固定在試驗(yàn)儀器上后,將試樣兩側(cè)的卡片部分剪去。
●定期檢查夾具是否有破損,如膠皮管裂縫或漏氣。
●定期校驗(yàn)壓力表是否準(zhǔn)確地記錄夾持裝置的氣壓或油壓。
●如果夾面有磨損、破壞或污損,請(qǐng)更換夾請(qǐng)更換夾面。
●切勿使用超過(guò)需要的夾持力,以便提供可靠的,不滑動(dòng)的固定。
●舊的夾具不一定能和新材料或試樣配合使用。
您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)需要特殊的夾具或不同的夾面。
可以嘗試多種物品,改進(jìn)現(xiàn)有的夾持方式,其中包括紗布、膠帶等。
使用線接觸夾面
紙或其他片材用線接觸夾面,這樣標(biāo)距長(zhǎng)度即為兩個(gè)接觸線中間的距離。
試驗(yàn)片材樣品
平面(無(wú)鋸齒)夾面可以用于夾持薄膜、箔片或其他片材。金屬片試樣應(yīng)使用鋸齒夾面固定,這樣菱形鋸齒可以咬入試樣,從而防止滑動(dòng)。
保管好夾具
任何成功的夾持解決方案都可能受到疏于維護(hù)的不良影響。許多常見(jiàn)的夾持技術(shù)依賴于摩擦或要試驗(yàn)的試樣的表面變形。如果夾持表面磨損或污損,夾持效率將大打折扣。zui終,導(dǎo)致試樣滑動(dòng)或?qū)嶒?yàn)無(wú)效。為了確保夾具工作正常,請(qǐng)定期清潔夾具并使用生產(chǎn)商建議的正確等級(jí)的潤(rùn)滑劑來(lái)潤(rùn)滑相關(guān)部件
自緊式滾動(dòng)夾具
機(jī)械式楔形夾具
單纖維的拉伸試驗(yàn)
提示 2:載荷傳感器的選擇
載荷傳感器的特征
載荷傳感器測(cè)量試樣受的力,輸出電信號(hào),以便監(jiān)視、報(bào)告或控制力。為了選擇適當(dāng)?shù)妮d荷傳感器進(jìn)行試驗(yàn),應(yīng)考慮下列載荷傳感器的特征:
●量程
●準(zhǔn)確度
●重復(fù)性
●偏移載入錯(cuò)誤
●非線性
●溫度補(bǔ)償范圍
●溫度零點(diǎn)漂移及靈敏度
●壽命(特別是動(dòng)態(tài)組件
●過(guò)載zui大載荷
●軸偏移剛度
另外,開(kāi)始試驗(yàn)之前請(qǐng)考慮自識(shí)別的可用性(自識(shí)別是一種自動(dòng)功能,可識(shí)別連接的哪個(gè)載荷傳感器以及確定是否已經(jīng)將其標(biāo)定。該功能可防止操作員使用不正確的設(shè)置的設(shè)備),以防止人員出錯(cuò)。請(qǐng)注意,大多數(shù)傳感器制造商都會(huì)載荷傳感器的線性作為zui高額定輸出百分比 % F.R.O.,這極為重要。使用較低范圍(比如量程的 1%)時(shí),這可能會(huì)令人誤解。F.R.O. 為 0.05% 的額定載荷傳感器會(huì)在滿量程的1% 時(shí)產(chǎn)生 5% 的讀數(shù)誤差。
試驗(yàn)提示
●首先,夾具中夾住的試樣永遠(yuǎn)不要貼在載荷傳感器上(通常是上方夾具)。
●預(yù)熱載荷傳感器至少 15 分鐘。
●一旦在適當(dāng)位置夾住試樣后,就不要再改變平衡或橫梁位置控制點(diǎn)。
●請(qǐng)勿將載荷傳感器放入烤箱。
●使用載荷保護(hù)功能保護(hù)試樣免受損壞。
●如果試驗(yàn)載荷小于量程的 2%,請(qǐng)考慮改為使用較小的載荷傳感器。
提示 3:應(yīng)變測(cè)量的選擇 進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量的必要性 任何機(jī)械系統(tǒng)受力后都將變形,不管多么輕微。這同樣適用于材料試驗(yàn)系統(tǒng)。您系統(tǒng)的機(jī)架、載荷傳感器和夾具不是無(wú)窮剛性,當(dāng)將力施加到試樣上時(shí)其將有輕微的變形。這種變形被稱為柔度,并且可以在試驗(yàn)結(jié)果中導(dǎo)致嚴(yán)重的誤差,特別是在具有小行程要求的高載荷試驗(yàn)中。大多數(shù)材料試驗(yàn)系統(tǒng)都會(huì)測(cè)量橫梁或作動(dòng)器的位移,這可用作試樣變形的測(cè)量。但是,系統(tǒng)記錄的位移輸出實(shí)際是系統(tǒng)柔度和試樣變形的總和。在許多應(yīng)用中(如塑料和彈性體的拉伸試驗(yàn)),系統(tǒng)柔度經(jīng)常會(huì)很小,與試樣變形相比時(shí)可將其忽略不計(jì)。要求進(jìn)行試樣變形的極測(cè)量時(shí),使用引伸計(jì)可*避免系統(tǒng)柔度誤差。 引伸計(jì)類型 Clip-On 引伸計(jì)提
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