首先應(ying)考慮需要測試(shì)材料拉力範圍(wei)。
拉力範圍的不(bú)同,決定了所使(shi)用傳感器的不(bú)同,也就決定了(le)拉力機的結構(gou),但此項對價格(ge)的影響不大(門(men)式除外)。對于一(yī)般非金屬材料(liào)生産廠家,拉力(li)範圍在5000牛頓的(de)了就已經足✊夠(gou)。因此選擇5000N以下(xia)的單臂或者雙(shuāng)柱就夠了.金屬(shu)材料可🏃♂️以選用(yòng)💔10KN以上的雙柱試(shi)驗機.
根據(jù)非金屬材料需(xu)要測試的性能(néng)和要求,行程在(zài)800mm以🤞内就可以。特(te)殊延伸率比較(jiao)大的材料.比如(ru)矽膠.需要行程(chéng)1200MM.(可以訂制)金屬(shu)材料伸長率都(dou)比較小.不需要(yao)大行程.
三、 标準(zhǔn)配置問題。
如配用電腦(nǎo),廠家應給配備(bei)相應軟件控制(zhi)系統。
四、輸出結(jié)果。
試驗結果輸(shu)出結果可任意(yì)設置:力值、伸長(zhang)率,抗拉強度㊙️、定(dìng)力伸長、定伸長(zhang)力值、屈服強度(du),彈性模量、試驗(yàn)力8項。這🍓可以說(shuo)是微電❓腦操作(zuò)時,輸出的全面(mian)的結果。國外一(yī)些廠家的⛱️産品(pǐn),一💃般可以🌏輸出(chū)這8項。國内有的(de)廠❤️家可以輸出(chu)5-6項,有的廠家就(jiù)隻能輸出大力(li)值,平均值,小值(zhí)三項。
五、在可做(zuò)實驗項目上。
非(fēi)金屬材料要求(qiu)拉力機一機多(duō)用,即在配備不(bú)同夾具的💰基礎(chǔ)上,可做拉伸、壓(yā)縮、彎曲、撕裂、剪(jian)切、180度剝離、90度剝(bāo)離試驗。
市面上(shàng)有一些拉力機(ji)除以上項目外(wài),因其傳感器精(jing)度高(有的♍達到(dào)十萬分之三以(yi)内)還開發出了(le)可以測試摩擦(cā)系數摩擦系數(shu)測試儀。
六、産品(pǐn)機械主要配置(zhi):
傳動,有絲杠傳(chuan)動和齒條傳動(dòng),前者昂貴,用于(yú)高精度,測試重(zhòng)複性高;後者便(biàn)宜,用于低精度(dù),測試重複性低(dī)。
絲杠,對拉力精(jīng)度測量具有決(jué)定作用。一般的(de)有滾珠絲😘杠,梯(tī)形絲杠,一般絲(sī)杠。其中,滾珠絲(sī)杠的度高,但是(shi)其性能的發揮(huī)要靠🐕電腦伺服(fú)系統操作才能(neng)發揮,整套價格(gé)也比較昂貴。采(cǎi)用一般絲杠和(hé)梯形絲杠就可(kě)以達到非金屬(shu)材料所要求的(de)精度,即0.5-1%精度。
傳(chuán)動,有齒輪傳動(dong)和鏈條傳動,前(qian)者昂貴,用于高(gāo)精度;後者💞便宜(yí),用于低精度。
傳(chuan)感器,主要成本(běn)在于壽命,光電(diàn)感應是其中比(bǐ)較*的技術,一般(bān)可用十萬次以(yi)上,進口和國内(nei)部分合資廠家(jiā)可👅以達🔴到。
七、試(shì)驗速度。
國家标(biao)準規定不同材(cái)料有不一樣的(de)試驗速度, 市🈲面(miàn)設備有的在10~500 mm/min,有(you)的在0.01~500 mm/min,前者一般(ban)使用普通調速(su)系統,成本較低(dī),粗糙影響精⭐度(du);後者使用伺服(fú)系統,價格昂貴(gui),精度高,對于非(fēi)金屬材📱料企業(ye)💔,選用伺服系🤟統(tong),調速範圍1~500mm/min的就(jiù)足夠了,這樣既(ji)不影響精度,價(jià)格☔又在合理範(fàn)⛷️圍之内。
精度問題(ti),包括測力精度(dù),速度精度,變形(xing)精度,位移👉精度(du)。這些精度值高(gao)都可達到正負(fù)0.5。但對于一般廠(chǎng)家,達到1%精度就(jiu)足夠了。另外,力(li)值分辨率幾乎(hū)都能達到十🌐萬(wan)分之一。
目前市(shi)場上用于檢測(cè)材料拉伸性能(néng)的拉力試驗機(jī)很多,但是并非(fei)所有的試驗機(ji)都适合各種材(cái)料的拉伸🐆試驗(yan)👅,本文結合我國(guó)材料檢測标準(zhun),分析了選擇非(fēi)金屬材料檢測(cè)的拉力機時應(yīng)尤其關注的指(zhi)标。
塑料和橡膠(jiāo)的拉伸性能是(shì)其力學性能中(zhōng)重要、基本的性(xìng)能之一,它在很(hen)大程度上決定(dìng)了該種塑料和(he)橡膠的使用場(chang)合。拉伸性能的(de)好壞,可以通過(guo)拉伸試驗來檢(jian)測。
1、高分子聚合(he)物的拉伸性能(néng)
作爲材料使用(yong)時要求高分子(zǐ)聚合物具有必(bì)要的🔴力學性能(neng)。可以說,對于高(gao)分子聚合物的(de)大部分應用而(ér)👄言,力學性能比(bǐ)其他物理性能(neng)顯得更爲重要(yào)。
高分子聚合物(wù)具有所有已知(zhī)材料中可變性(xìng)範圍寬的☎️力學(xué)性質,這是由于(yú)高聚物由長鏈(liàn)分子組成🍉,分子(zǐ)運動具有💋明顯(xiǎn)的松🌏弛特性的(de)緣故。如高聚物(wu)材料具有相當(dang)高的伸🐆長率,一(yī)般PE的斷裂伸長(zhǎng)率在✉️90%~950%(其中線性(xìng)🌍低密度聚🏃🏻♂️乙烯(xi)LLDPE的伸長率較高(gāo)),通過特殊的制(zhi)作工藝🈲,部分材(cái)料的🤞伸長率可(ke)在1000%之上,而普通(tōng)高聚物材料的(de)🈲斷裂伸長率也(ye)🈚多在50%~100%之間。通常(chang)對材料的拉伸(shēn)☎️性能要求較高(gao)的有熱收縮膜(mo)以及拉伸膜等(děng)。
2、拉伸試驗
拉伸(shēn)試驗(應力-應變(biàn)試驗)一般是将(jiāng)材料試樣兩端(duan)分别夾在兩個(ge)間隔一定距離(lí)的夾具上,兩夾(jia)具以一定的速(su)度分離并拉伸(shen)試樣,測定試樣(yàng)上的應力變化(huà),直到試樣破🥵壞(huai)爲止。
拉伸試驗(yan)是研究材料力(lì)學強度廣泛使(shǐ)用的方法之一(yī),需要使用恒速(sù)運動的拉力試(shi)驗機。按載荷測(ce)定方式的不同(tóng),拉力試驗機大(da)體可以分爲擺(bai)錘式拉力試驗(yàn)機和電子拉力(lì)試驗機兩類,目(mu)前使用較多的(de)是電子拉力試(shì)驗機。
3、電子拉力(li)試驗機選擇指(zhi)标
由于非金屬(shǔ)材料主要是高(gāo)分子聚合物或(huo)它的相關材料(liào),如前所述高聚(jù)物材料的伸長(zhǎng)率遠遠優于金(jin)屬🈚、纖維、木材、闆(pan)材等材料,因此(cǐ)檢測高分子聚(jù)合物的拉力機(ji)就與通常的材(cái)料📞拉伸性能檢(jiǎn)測拉力機有一(yi)定的差别,尤其(qí)需要注意的是(shì)電子拉力機的(de)有效行程以及(ji)試樣夾具兩方(fang)面。
3.1 有效行程
在(zài)進行拉伸試驗(yàn)時,所用試樣的(de)尺寸雖然小,但(dan)材料的伸長率(lü)普遍比較高,因(yin)此用于檢測軟(ruǎn)包裝材料的拉(la)伸性能需要配(pèi)備行程較大的(de)拉力機,否則夾(jia)具運行可能會(huì)超過行程的使(shǐ)用極限、造成設(she)備的損壞。
GB13022-91《塑料(liao)薄膜拉伸性能(neng)試驗方法》中給(gei)出的斷裂伸長(zhang)🍉率🏒或屈服☔伸🌈長(zhǎng)率(εt,單位是%)的計(ji)算公式,
εt=[L-L0*100]/ L0
式中:εt是(shi)斷裂伸長率或(huo)是屈服伸長率(lǜ);
L是試樣斷裂時(shi)或屈服時标線(xian)間的距離;
L0是标(biāo)線間的距離。
需(xū)要注意的是在(zài)伸長率的計算(suàn)中,我們僅采集(ji)試樣上兩條标(biāo)線間的伸長量(liàng)。标線是通過打(dǎ)印或手工的方(fāng)式畫在制取完(wan)成💔的試樣上的(de)(标線的添加應(ying)對試🌈樣不産生(shēng)任何影響),而标(biao)線間的距離是(shi)多少呢?不同的(de)标準給出的這(zhè)一距離大多存(cún)在一定💛的差異(yì),而同一标準中(zhong)也👅是往往針對(dui)不同的材料‼️給(gei)出不同的試⭕樣(yang)尺寸,因此标線(xiàn)之間的距離✏️也(yě)是不同的,不過(guò)這樣有利于檢(jiǎn)測伸長率非常(chang)大或非常小的(de)材料并得到的(de)試驗結果。對于(yu)塑料薄膜,标線(xiàn)之間的距離通(tōng)常是在25~50mm之間。
由(yóu)于試樣在拉伸(shen)試驗中變形伸(shēn)長不僅僅是在(zài)标線之🏃内,凡是(shì)在兩夾具之間(jiān)的試樣都會得(dé)到不同程度🍓的(de)拉伸變形。标準(zhǔn)中與标線距離(li)相對應的夾具(jù)間的初始距離(li)在80~115mm以内,如果兩(liang)夾具💜間的試樣(yàng)都能保持同樣(yang)的伸長📞率并假(jiǎ)設爲500%,則拉力👈機(jī)的有效🌏行程需(xu)在480~690mm才能保證試(shi)驗的正常進行(háng)。
筆者對目前市(shì)場上出售的電(dian)子拉力機的有(yǒu)效行程進行了(le)随機調查,在所(suo)調查的國内外(wài)幾個品☂️牌的72台(tai)拉力機中,行程(cheng)範圍分布在400mm以(yǐ)下的設備,占13.9%;行(háng)💔程在400~700mm的設備,占(zhan)71.9%;行程在701~1000mm的設備(bèi),占10.8%;行程在👄1000mm以上(shang)的設備,僅占3.4%。然(rán)而在這次🌈統計(ji)的☂️電子拉力機(ji)中,大行程的設(she)備并非全部用(yòng)👌于軟包裝⁉️材料(liao)的檢測,部分是(shì)用于人造木闆(pǎn)、帆布、窗簾、銅材(cái)等材料的🐉拉伸(shēn)試驗中。
GB13022-91《塑料薄膜拉(la)伸性能試驗方(fāng)法》中對夾具的(de)描述爲♉:“試驗機(jī)應備有适當的(de)夾具,該夾具不(bu)應引起試樣在(zài)夾具處斷✊裂⭐,施(shi)加🌈任何負荷時(shi),試驗機上的夾(jia)具應能立即對(duì)準成一條線,以(yi)使試樣的長軸(zhou)與通過夾具中(zhong)心線的拉伸方(fāng)向重合。……将試樣(yàng)置于試驗機的(de)兩夾具中,使試(shi)樣縱軸與上、下(xia)夾具中心連線(xian)相重合,并且要(yao)松緊适⛹🏻♀️宜,以防(fang)止試樣滑脫和(hé)斷裂在夾具内(nèi)。夾具内應襯🌈橡(xiàng)膠之類的彈性(xìng)🔴材料。"由于高聚(ju)🆚物材料力學性(xing)能的特殊性以(yǐ)㊙️及軟包裝材料(liào)特殊的使用🔴方(fang)式使軟包材檢(jian)🔞測的試樣厚度(dù)非常薄,一般的(de)夾具無法滿足(zú)要求,使用不當(dāng)會引起試樣在(zài)夾具👉處斷裂緻(zhì)使試驗失敗。
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