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万能拉力试验机基础应用

发布时间: 2022-05-05  点击次数: 241次

在所有直接测量用于许多应用的材料强度的已知方法中,拉伸测试可能是最直接和最容易应用的。

万能拉伸试验机是专门为此目的而设计的机器。然而,拉伸测试不仅仅是将物体拉开到断裂点。通过使用测试方法的其他变体,可以正确确定材料的拉伸强度,而不管其尺寸,形状和其他不同的尺寸如何。

 

什么是拉伸强度测试?

拉伸强度的概念其实很简单。为了确定材料的实际拉伸强度水平,必须在各个点上施加一定的张力。最基本的方法是简单地在两个相反的点上拉动材料。通过校准将材料伸长到断裂点所需的拉伸力,制造商和工程师可以预测,如果以设计的任何目的施加类似的力,材料的行为。拉伸强度测试的优点是使材料与程序兼容所需的准备工作最少。所需要的只是切割拉伸试验样品以适合机器。无需进行大量的测试材料准备,例如去除瑕疵或检查样品表面的磨蚀性。测试本身旨在使材料承受强烈的压力和张力。反过来,这将决定材料是否适合制造商的任何目的。

 

如何进行拉伸强度测试?

如前所述,有几种方法可以确定材料的拉伸强度。然而,它们都遵循相同的目的:将材料带到其断裂点并确定其结构强度。

1. 拉力测试

这是上面提到的标准拉伸试验。为了执行此测试,操作员将在两个夹具之间放置一种材料。一旦在机器的控制面板中设置了特定的力,夹具就会彼此远离。

这将导致材料翘曲和伸长,这允许操作员确定3个方面:

A. 拉伸强度– 即使在拉长后,材料的结构完整性。

B. 伸长率– 材料被拉开后的长度。为了使伸长率有效,材料在拉伸过程中不得分成两部分。

C. 拉伸模量– 材料在拉伸时的刚度。一些材料在拉伸时往往会变得更柔软和脆弱,而其他材料则保持某种形式的耐用性。

 

2. 压缩试验

这与标准拉伸强度测试完全相反。拉伸强度测试仪不是在两个点上拉动材料,而是"按压"它。

使用两个水平板,操作员将通过使板彼此靠近来向物体施加力。此测试通常确定三个元素,如下所示:

A. 压缩力– 材料在断裂前承受的力。

B. 位移载荷– 测试期间两个板覆盖的距离,以及施加的压力量。

C. 负载时的位移– 在材料开始"抵抗"施加在其上的力之前板所覆盖的距离。

 

3. 剥离试验

这类似于标准拉伸试验,但专为使用粘合剂或通过焊接程序粘合在一起的材料而设计。为了进行此测试,拉伸试验机的夹具将固定两种粘合材料的不同端。

一旦材料固定在机器上,它就会慢慢地将它们拉开。施加到测试中的压力将每秒测量1000次,并将被为平均剥离力。

该测试不能确定粘合材料本身的拉伸强度。相反,它将测量用于将这些独立材料组合在一起的粘合剂或工艺的强度。

 

4. 弯曲试验

这是压缩测试的变体,因此将对相同的参数进行操作。但是,它是专门为相当长的材料而设计的,如金属/木梁和支撑支柱。

材料将放置在拉伸试验装置的两个块上,顶部有一个压缩机板。然后通过将板降低到材料的中间来进行测试,直到它断裂或板达到一定距离。

与标准拉伸试验略有不同,弯曲试验确定了两个因素:

A. 弯曲强度– 材料在弯曲后保持的强度,特别是在弯曲点。

B. 弯曲模量– 材料弯曲后的完整性。

 

5. 穿刺试验

与洛氏硬度和维氏硬度测试(专为高密度金属和塑料设计)一样,穿刺测试涉及通过上方探头对材料施加压力。在此测试中,操作员将准备材料以适合测试所需的圆形尺寸。

一旦固定到机器中,探针将被降低到测试样品中。该程序旨在识别材料的抗穿刺性,因此是金属板和液体产品容器的理想选择。

 

产品优势

由于它旨在提供有关材料结构完整性的数据,因此拉伸试验的结果可用于许多应用,包括:

A确定批次质量– 组件材料的质量通常决定了样品的结构完整性。事实上,单个不合格的基材就足以使整个组件不适合使用。因此,测试仪可用于确定整个生产批次是否符合普遍接受的制造标准。

B改进设计和制造程序- 在消费者使用产品之前,没有人知道它有多好。然而,使用拉伸试验机,人们可以预测这些产品如果暴露于测试中发现的类似元素将如何反应。

这将为制造商提供一个机会,通过暴露样品中的严重缺陷来改进其设计。这也可能导致他们通过用更耐用的替代品替换不合格的材料来优化制造成本。

C失效分析- 从某个角度来看,这些测试不仅能判断材料是否与其用途相容。它还可以帮助制造商确定这些材料如何以及为什么会失效。

通过使材料达到其断裂点,测试人员可以确定其产品将在什么点以及以何种方式发生严重故障。这可用于改进其产品或教育最终用户正确使用,以防止不必要的事件。

 

重要提示

无论名称如何,重要的是要记住,并非每台通用拉伸强度试验机都设计用于执行所有5项测试。充其量,人们应该找到一台带有多个夹具的机器,旨在有效地进行每个已知的拉伸应力测试。

一台能够胜任的拉力试验机应该能够在将材料用于其制造商所考虑的任何目的之前,确定任何测试样品的结构强度。

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