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萬能試驗(yàn)機(jī)的介紹
2011-03-27
目前，利用萬能試驗(yàn)機(jī)所測(cè)試的最常見的項(xiàng)目是拉伸強(qiáng)度和拉伸模量、彎曲強(qiáng)度和模量。按照A STM D 638和ISO 527進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，樣條的兩端都有夾具夾緊，一個(gè)夾具是靜止的，另一個(gè)固定在十字頭上，背離固定夾具移動(dòng)，牽引樣條直至樣條出現(xiàn)斷裂，斷裂時(shí)十字頭會(huì)自動(dòng)停止。彎曲試驗(yàn)時(shí)（ASTM D790 、D6272以及ISO178），樣條被放在試驗(yàn)機(jī)固定機(jī)床的兩個(gè)支座上。這個(gè)試驗(yàn)中，十字頭移動(dòng)的方向與拉伸試驗(yàn)中移動(dòng)方向相反，向一個(gè)沒有支撐的中心推動(dòng)而不是牽引樣條，直至樣條彎曲甚至斷裂。因?yàn)槎鄶?shù)熱塑性塑料材料不會(huì)在這個(gè)試驗(yàn)中斷裂，所以不可能計(jì)算斷裂彎曲強(qiáng)度。因而，標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法要求計(jì)算應(yīng)變?yōu)?%時(shí)的彎曲應(yīng)力。
早期的UTM試驗(yàn)機(jī)具有類似的電子元器件和記錄儀。現(xiàn)在已經(jīng)被數(shù)控設(shè)備和PC軟件代替。新的自動(dòng)控制設(shè)備可以運(yùn)行試驗(yàn)，還能顯示數(shù)據(jù)，有時(shí)甚至是邊運(yùn)行邊記錄。以前的，包括PC軟件之前的數(shù)字顯示時(shí)代，用戶得到的測(cè)試信息都是載荷/變形曲線，Y軸表示應(yīng)力，X軸表示形變。這些曲線還需要對(duì)其進(jìn)行計(jì)算和解釋。最新的系統(tǒng)仍然能提供這些曲線，但是同時(shí)還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，如屈服強(qiáng)度、破壞強(qiáng)度和模量等數(shù)據(jù)。
UTM試驗(yàn)機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)垂直承載的立柱，立柱上安裝一個(gè)固定的水平基座，頂部還有一個(gè)可移動(dòng)的水平十字頭（十字橫梁）。現(xiàn)在的UTM試驗(yàn)機(jī)，立柱上通常還有滾珠絲杠用以固定可移動(dòng)的十字頭。UTM的大小用框架的最大承載水平和測(cè)量載荷/拉力的測(cè)力計(jì)來共同表征。測(cè)力計(jì)附在依靠電動(dòng)馬達(dá)或液壓裝置驅(qū)動(dòng)的可移動(dòng)的十字頭上。帶夾具的系列測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小，可以通過數(shù)字顯示器或PC機(jī)顯示結(jié)果。很多UTM具有可互換的測(cè)力計(jì)，因此可以與所測(cè)試的不同材料匹配。靜態(tài)試驗(yàn)利用標(biāo)準(zhǔn)的電子萬能試驗(yàn)機(jī)來進(jìn)行，通常加載速度范圍為0.001~20 in./min（1in.=2.54cm）。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)或循環(huán)試驗(yàn)如裂紋增長和疲勞試驗(yàn)通常利用液壓伺服系統(tǒng)UTM試驗(yàn)機(jī)來進(jìn)行，時(shí)間較長，載荷較低。
據(jù)UTM供應(yīng)商統(tǒng)計(jì)，對(duì)于塑料材料而言，剪切試驗(yàn)更不多見。剪切強(qiáng)度值是將樣品放在沖床型的剪切裝置里測(cè)得的。沖擊速度為0.005in./min，直至樣品的可移動(dòng)部分完全將固定部分露出來。剪切強(qiáng)度值為應(yīng)力/剪切面積的值。這在薄膜材料和片材產(chǎn)品中很重要，因?yàn)檫@種類型的破壞容易出現(xiàn)在這類產(chǎn)品中，但是這并不是其他擠出和注塑產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)考慮最多的因素。按照ASTM D732（沒有等同的 ISO 標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，常用的試樣是塑料片材或0.005~0.500in.厚的注塑碟片。
壓縮試驗(yàn)一般很少應(yīng)用UTM試驗(yàn)機(jī)，盡管這在ASTM D1621和 ISO 844標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)剛性塑料泡沫而言是一項(xiàng)主要的試驗(yàn)。UTM試驗(yàn)機(jī)還能用于任何形狀的注塑產(chǎn)品如瓶子的壓碎試驗(yàn)，在一定高度將樣品摔碎或使其變形所需的應(yīng)力值即壓縮強(qiáng)度值。
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