通用测试机器的设计和能力

有关塑料的机械性能的信息,如拉伸,弯曲,压缩和剪切,可以帮助优化材料配方,工艺和质量控制,都可以从通用试验机中得出。电子和数据采集和分析软件的进步提高了它们的性能,易用性,甚至导致更具吸引力的定价。

通用测试机器

通用测试机(UTMs)用于测试机械性能,如拉伸、弯曲、压缩和剪切,是塑料复合物在装备实验室时可能购买的最常用仪器。产品开发是化合物和树脂制造商用UTMs测试化合物和树脂的关键原因之一。其他包括测试材料,以确定其对各种塑料工艺的适用性,以及其性能是否满足特定的最终用途,以及开发后的质量控制,以确保批次之间的一致性。传统上,大多数塑料模塑机和挤出机都依赖于从他们的材料供应商那里获得这些信息。然而,越来越多的人对改善来料的质量控制,或者更重要的是,在制造过程的最后,以及产品和工艺开发的兴趣,已经导致许多处理器在装备或升级实验室时考虑UTM。

塑料拉伸试样即将进行单柱拉伸试验

图1.塑料拉伸试样即将进行单柱拉伸试验

图2.双柱拉伸试验机,最大承载能力为2200磅(10kN),用于测试一些塑料捆扎材料。

各种测试是通用的T测试机器可以执行

万能试验机允许你拉伸(拉伸),弯曲(弯曲),挤压(压缩)或拉(剪切)样品,直到它破裂。

机械强度特性可以分类,首先就施加力在样品中诱导应变的方向而言,并且在施加力的速度方面。通常在具有典型机电通用试验机的塑料上进行这种静态测试,涉及通常以每分钟为0.001至20-速度的速度加载样品。(相比之下,通常在伺服液压UTM上进行的动态或循环测试,例如疲劳,涉及长时间减少负载。)

机电通用试验机

典型的机电式UTM在相同的控制条件下对测试样品重复测试,无论是推、拉、弯曲或压扁样品;唯一的变量应该是材料。你要确定材料的机械性能。正如要控制测试的速度一样,也要控制样品的形状。大多数拉伸试样设计成中心截面比末端窄,因此通常称为“狗骨”试样。

现代通用测试中的数据采集荷兰国际集团(ing)的机器

施加力(载荷)和样品变形的测量通常不是直接在样品上制成的。相反,电信号被发送到记录器设备,通常是运行数据采集和分析软件的计算机。当然,与图表录像机类似的早期UTM机器已经通过数字控制和PC驱动的软件替换。典型的载荷/变形曲线代表y轴对x轴上的变形上的两个组件力。到目前为止,用UTM对塑料进行的最常见测试是拉伸强度和模量和弯曲强度和模量。所有测试均按照特定的ASTM和/或ISO标准进行。也可能需要根据OEM标准进行测试,特别是在汽车,航空航天和医疗器械竞技场中。

拉伸试验

拉伸检测根据ASTM D-638以及ISO 527组合拉伸和弯曲程序进行。拉伸性质是材料中最重要的单一指示。确定拉动样品所需的力是确定的,并且在其破裂之前材料延伸了多少。拉伸模量是低于材料比例极限的应力与应变的比率。这是最有用的拉伸数据,因为部件应设计成适应低于其的程度的压力。

韧性

虽然高终极伸长率可以是所需的橡胶弹性的应用中的资产,但对于刚性部件而言,它们几乎没有受益,它们可以非常长。然而,温和的伸长率是有益的,因为它允许吸收快速冲击和休克。结果,应力 - 应变曲线下的总面积表示整体韧性和打破样本所需的能量的量度。

弯曲测试

弯曲试验按照ASTM D790和ISO 178进行。塑料的弯曲特性是通过将试件置于两个支撑物上,并以规定的速率在支撑物的中心施加荷载而得到的,破坏时的荷载就是弯曲强度。在弯曲时,梁同时受到拉应力和压应力。因为大多数热塑性塑料在这个试验中不会断裂,所以弯曲强度无法计算。相反,计算的是5%应变下的弯曲应力——拉伸外表面所需的载荷为5%。

压缩测试

较少的常见是压缩测试,尽管它们在测试刚性蜂窝塑料泡沫的测试中发挥了重要作用,其根据ASTM D1621和ISO 844测试。材料的抗压强度被计算为破裂样本或变形所需的应力标本到其高度的给定百分比。除了泡沫外,刚性塑料的抗压强度是有限的设计价值,因为它们很少仅仅从挤压负载中失败。尽管如此,压缩强度数据可用于区分不同等级的规范,并评估不同种类材料以及其他数据的总体强度。欧洲杯足球竞彩这种测试根据ASTM D695和ISO 604进行。

剪切测试

根据utm供应商的说法,剪切测试对大多数塑料来说都比较少见。剪切强度是通过将试样放置在冲头式剪切夹具中,以0.005/min的速度向下推冲头,直到试样的运动部分清除静止部分而获得的。抗剪强度按力/剪切面积计算。这在薄膜和片材产品中是很重要的,因为这种类型的负载可能会发生故障,而对于模压和挤压产品的设计,它很少是一个因素。塑料片或模压塑料圆盘测量0.005至0.500英寸。厚度是根据ASTM D732(没有ISO等效)用于试验。

握和Fi

由于所进行的测试的类型是由所使用的手柄或夹具的类型决定的,所以样品如何被放置在机器的基座上是关键。有数百种不同的抓具和夹具,不同的机械设计的样品材料和设计。对于塑料的拉伸测试,最常见的是楔形自紧握把——它随着负载的增加而自紧。对于弯曲测试,最常见的是三点弯曲夹具。压缩压板用于压缩试验;这些是碟形与精密等级表面,连接到机器的测压元件。

QMAT软件的测试设置部分屏幕截图显示可用结果选择。

图3.QMAT软件的测试设置部分屏幕截图显示可用结果选择。

图4.单柱低力测试仪测试塑料挤奶容器的抗压强度。

通用T的配置美国东部时间机器

UTM由一个或两个垂直承重柱组成,在承重柱上安装有固定底座水平板和顶部可移动的水平十字头。在今天的utm中,立柱通常采用滚珠丝杠驱动结构来定位可移动的十字头,使工作空间保持在机座和移动十字头之间。

由基于PC的QMat软件生成的结果图,显示了剥离测试的结果。

图5.由基于PC的QMat软件生成的结果图,显示了剥离测试的结果。

lOAD细胞和称重率

UTM的尺寸是由框架的最大额定负载和测量负载/力的称重传感器或称重传感器设备的组合来描述的。测压元件安装在由电动机驱动的移动十字头上。与手柄串联的测压元件测量力,可以在数字显示器或PC上显示。根据设计,在拉力试验机支撑架的最大限度内,可以用另一个与被测材料更匹配的测压元件替换测压元件。

塑料试验的负载能力和配置

常用的机电单元的容量为100至135,000磅。无论是单柱还是双柱,最常用的测试机器都是垂直台式机组。相同的原理适用于主要被降级的水平机器,以用于利用机器人来连续测试样品的自动化过程。单柱UTM机器是较低的力机和较低的成本。它们具有高达1000 LBF的框架容量。双柱UTM可在1000至15,000LBF的负载框架电容中获得(它们以更高的容量提供,但极不可能用于测试塑料标本)。UTM可以配备可互换的负载电池,它们通常可从1磅的容量中获得,并将加大机器的最大容量。(例如,放置在1000磅框架单元中的100磅载荷单元允许测量高达100磅的精度。)

图6.钢筋塑料试样的弯曲试验。

选择一个年代ingle或双列配置

根据测试材料的类型,你通常需要多大的最大负载,这是决定是选择单柱还是双柱机器时需要考虑的关键问题之一。欧洲杯足球竞彩

受控环境测试

还要考虑是否需要大型环境(热)室进行耐温性测试。双单元是较高的机器,允许更大的样品放置在较大的热柜中,该较大的热柜中插入柱之间。

机器僵硬

你想要帧是多么僵硬是另一个考虑因素。双柱机通过其设计的性质更硬,因此测试期间的偏转较小。此外,如果您对泡沫进行任何压缩测试,通常需要双柱单元,因为样品更大。其他问题包括您的空间可用性,以及将需要的十字头旅行量。

电脑驱动的机器降低成本

最后,但并非最不重要的是成本问题。最新的PC驱动UTMS比在超过十年的数字控制面板机器上昂贵,因为它们具有更简单的电子控制,并且经常消除提供图形读数的数字显示。

介绍拉伸,压缩,撕裂,剥离和弯曲测试

无引入拉伸/压缩/撕裂/剥离/弯曲等。测试将完整而没有一小一点理论。很多很常识,但有一些技术,行业具体,需要解决的术语:

负载

这是施加到样本的力量,如测试机中的Loadcell测量,并且在LBF,KGF或N(磅力,千克力或牛顿)中表达

扩展

这是施加负载所需的行程量,以英寸或毫米为单位

压力

这是施加的力除以横截面积。通常情况下,所使用的试件的横截面面积是试件的规长面积的原始横截面,这通常称为工程应力。在一些实验室和应用中,使用了真正的压力;这是荷载除以实际横截面积;随着测试的进行,试样通常变薄,或颈部,随着测试的进行,真实应力变得非常难以测量,因为横截面面积正在变化。压力的测量单位是psi或MPa(磅每平方英寸或百万帕斯卡)。

拉紧

应变是用应变长度的变化除以原始应变长度来测量的。由于这实际上是一个比率,因此应变以%来衡量。

胡克定律

几乎每个材料Obeys Hooke的定律,它指出,如果将负载施加到材料上,它将以比例方式变形到施加的负载量。虽然它是真实的,大多数材料服从胡克的法律,他们只遵欧洲杯足球竞彩守比例的极限。

弹性模量

弹性模量简单地说就是低于比例极限的应力与相应应变的比值。换句话说,就是试验弹性区域的应力应变图的斜率。这也被称为杨氏模量;因为它是用应力除以应变来计算的,所以它的单位是psi或N/mm2

屈服点

在这一点上,它被认为是比例极限和行为已经停止,材料已经进入“塑料”区域。按照惯例,它被认为是应变增加而应力没有相应增加的点。

最终点

这是标本和材料能够达到最大应力的点。

断裂点

这是样品最终突破的点。应该注意的是,断裂点和最终点通常是在应力/应变图上的两个单独的,但不同的点。

塑性材料的应力-应变曲线

图7.塑性材料的应力-应变曲线

这些信息来源于蒂纽斯·奥尔森提供的资料。欧洲杯足球竞彩

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    Tinius奥尔森。(2020年,07年1月)。通用测试机的设计和性能。AZoM。于2021年7月6日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=4148检索。

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    Tinius奥尔森。“通用测试机器的设计和能力”。氮杂.06 7月2021年7月。

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    Tinius奥尔森。“通用测试机器的设计和能力”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=4148。(访问06,2021)。

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评论

  1. sujith n . sujith n . 印度 说:

    什么是不同类型的通用测试机器?

这里所表达的观点只是作者的观点,并不一定代表AZoM.com的观点和观点。

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