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Q

Servo Test-R3轴伺服电缸式全自动万能材料实验系统的TPM点检要求

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卓明仪器拥有自主知识产权的Servo Test-R3轴伺服电缸式全自动万能材料实验系统可以实现对材料试验过程的全自动化。包括样件抓取、尺寸测量、材料测试、废样收集、试验报告生成等,采用创新性三轴设计,结构紧凑,占地面积小,可保证大批量和高精度的重复性测试,适用于硬质塑料、弹性体、薄膜、泡棉、金属薄片、金属丝等进行拉伸、撕裂、弯曲等试验的全自动化。具有操作方便,试验速度连续可调,一键保护、试验数据分析,24小时无人值守等特点。那么在全员生产维护中,需要对哪些内容进行点检呢,下面详细列一下Servo Test-R3轴伺服电缸式全自动万能材料实验系统的TPM点检要求。

1 压力表

点检要求:压力表数值为 4 bar,点检频次为每天

 

2 电缸原点MARK线(X/Y/Z)

点检要求:确认MARK线箭头对应一致,点检频次为每天

 

当然根据型号不同,每个设备的点检要求会有所差异,具体型号的TPM点检要求可以详询卓明仪器工程师13285451170,当然,随设备配套的说明书里也会有详细说明。


Q

关于拉伸测试的一些知识

A

拉伸测试是材料力学性能试验中最常见、最重要的试验方法之一。

拉伸测试是将拉力施加到材料上,以测量该试样对应力的响应。通过此试验,便可以测定材料的强度和伸长率。拉伸测试通常在拉力机或万能材料试验机上进行,操作简单且完全标准化。

拉伸测试通过拉伸试验机执行,拉伸测试机包括一个测试机架,并配有载荷传感器、测试软件及专用夹具和配件,如引伸计。待测试的材料类型决定着需要使用的附件类型。单台机器可调整,通过更换夹具即可测试其力范围内的任何材料。

以英斯特朗万能材料试验机为例;

 

万能材料试验机

1) 负载机架

根据力容量的不同,拉伸测试机的负载机架可以采用单柱或双柱配置。

2) 软件

测试软件可供操作员配置测试方法和输出结果。

3) 载荷传感器

载荷传感器是一种传感器,用于测量施加至试样的力。Instron 载荷传感器的精度可达到载荷传感器力容量的 1/1000。

4) 夹具和工装

可提供多种试样夹具和工装,用于夹持不同材料、形状和大小的试样。

5) 应变测量

某些测试方法需要测量试样在载荷作用下的伸长率。Instron 的 AVE2 用于测量试样长度变化,精度可达到 ±1 µm 或读数的 0.5%。

 

拉伸测试标准

大多数拉伸测试是按照 ASTM 和 ISO 等标准组织发布的既定标准执行的。测试标准规定了不同类型原材料,如金属、塑料、弹性体、纺织物和复合材料以及医疗器械、汽车零部件和消费性电子产品等成品的可接受测试参数和结果。这些标准可以确保进入供应链的材料和产品表现出可预测的机械性能,而且不太可能在预期最终用途中失效。产品失效的成本和安全影响不容忽视,因此,建议企业投资高质量的精确测试设备,这有助于他们轻松测定其产品是否符合适用标准。

Q

如何选择合适的引伸计

A

引伸计测量样品在材料测试期间表现出的应变量。它们通常用于拉伸测试,但也可用于压缩和弯曲测试。直接在样品上进行测量消除了称重串和称重传感器中的任何其他顺应性或挠曲源,以提供最准确的测量。

 

在为您的应用确定最佳引伸计时,所需的最基本信息是试样的标距长度和总伸长率,但还有其他不太明显的因素需要考虑。

“标距” (GL) 在 ASTM E6-15e4 与机械测试方法相关的标准术语中定义为“确定应变或长度变化的试样部分的原始长度”。对于熟悉的狗骨标本,标距长度将在减小的平行截面内。标距长度的大小通常由测试标准定义或建议。

“应变”被定义为“与原始尺寸或形状相关的物体尺寸或形状的每单位变化”。“伸长率”更具体地说是由于张力引起的标距变化,以百分比表示。如果标距从 1 英寸开始,伸长率为 100%,则标距中的试样长度增加了 1 英寸。

材料类型和任何测试标准要求将帮助您集中精力寻找合适的引伸计。“等级”或要求的测量精度通常在测试标准中说明,并且对于表现出不同刚度(即弹性体与复合材料或陶瓷)、预期伸长率(10%、50%、200% 或大于1000%),或需要测量某些结果(即屈服前与断裂时)。

许多引伸计的设计是由测试标准驱动的,但有些引伸计非常灵活,可以适应不同的材料或类型的测试,因此您可能只需要一个即可满足您的所有需求。但很多时候,更专业的设备对应用至关重要(扭转、双轴、高温、循环疲劳等),并且可能仅适用于特定样品(由于尺寸、形状、刚度等)。

其他需要考虑的方面是操作员的技能水平或经验,以及您的实验室可能有多少营业额。您是需要一台需要培训且依赖于操作员技能和技术的引伸计,还是需要一台具有更多自动化功能且只需极少培训的引伸计?如果该设备与测试系统和软件完全集成,则可以防止大多数操作员错误。

 

这种双轴夹式引伸计使用两个传感器来测量试样两侧的轴向应变,并使用第三个传感器来测量横向应变。


接触与非接触

引伸计有两种基本类型:接触式和非接触式。接触式引伸计以物理方式附着在试样上以测量应变。这些设备通常具有定义的标距长度,有些可能包含多种标距长度选项的装置。接触式引伸计适用于从低应变复合材料到高伸长率弹性体的所有材料类型。对于总伸长率低于 50% 的几乎所有测试,手持式“夹式”装置最常见,但如果预期伸长率高于其设计极限,也可以在测试期间移除这些装置。然而,夹子并不总是最好的选择。对于高伸长率材料(50% 到 1000% 或更大),需要一个更大的设备连接到测试框架。此外,精致或非常薄/窄的材料不适合与夹子一起使用。在最合适的地方使用不同的测量技术,即应变计、LVDT、变阻器和数字编码器。

 

视频引伸计可用于测试各种材料,包括金属、弹性体、复合材料等。

另一方面,非接触式引伸计不需要物理接触试样来测量应变,因为它们使用高度复杂的算法从远处进行测量。最常见的非接触式引伸计使用数字图像分析来跟踪施加到试样上的标记。由于这些标记可以放置在任何地方,因此这些引伸计不受特定标距长度的限制。为了使它们更加通用,它们还可以与用于非环境测试的温度室或流体浴结合使用。自 1960 年代以来,Instron 一直在设计这类设备,并于 2004 年将第一台全数字视频引伸计作为第一代AVE推向市场。


手动与自动

自动引伸计几乎不需要用户输入,这有助于在不同用户和不同实验室之间提供可重复和可再现的结果。它们还通过消除从样品中附着和移除它们所需的时间来提高产量。自动接触式引伸计,例如AutoX750 将手臂移动到预定义的标距长度,关闭样品上的手臂,然后在测试完成后打开手臂并为下一次测试定位。表现出高能量断裂的材料通常需要在样品断裂之前将臂从样品中移除,以避免损坏高精度仪器。自动非接触式引伸计的好处是可以避免试样断裂,因为它们距离测试空间足够远,不接触试样,并且通常没有移动部件,因此可以通过断裂测量应变。

 

自动接触式引伸计可用于测试金属、塑料,并可在自动化系统中实施。


选择正确的引伸计对您的业务至关重要,但不一定有压力或困难。您当地的 Instron 应用工程师可以帮助您消除流程中的所有猜测,并快速确定最适合您和您的测试需求的方案。联系我们 了解更多。

如需更多信息,请查看我们的引伸计。

Q

什么是弯曲测试?

A

弯曲测试,有时称为挠曲测试或十字头测试,用于测量材料在简支梁载荷下的性能。该测试通常使用相对有柔性的材料进行,例如聚合物、木材和复合材料。最基础的弯曲测试是在通用测试机上进行,即把试样放在两个支撑砧上,在1或2个载荷砧上施加力来弯曲试样,从而测量其性能。

 

弯曲或挠曲测试可以在中点使用一个上砧施加力(即3点弯曲测试),也可以使用两个与中心等距的上砧施加力(即4点弯曲测试)。在3点测试中,均匀应力区非常小且集中在中心载荷点下方。在4点测试中,均匀应力区位于内跨载荷点之间(通常为外跨长度的一半)。根据被测材料的类型,选择不同形式的挠曲工装。

 

3点弯曲测试            4点弯曲测试

为何要进行弯曲测试?

通常,工程师需要了解材料性能的各个方面,但简单的单轴张力或压缩测试可能无法提供所有必要的信息。当试样弯曲或屈曲时,它会受到包括张力、压缩和剪切在内的复杂组合力的影响。因此,弯曲测试通常用于评估材料对实际载荷情况的反应。当材料用作支撑结构时,挠曲测试数据就非常有用。例如,塑料椅子需要在多个方向上提供支撑。虽然在使用时腿部处于受压状态,但坐部需要承受就座者的挠曲力。制造商不仅希望提供的产品能够承受预期的载荷,而且还想在材料出现任何弯曲时,能够恢复到其原始形状。


执行测试和计算结果

弯曲测试通常在万能材料试验机上使用3点或4点弯曲工装来进行。测试速度和试样尺寸等变量由使用的 ASTM 或 ISO 标准确定。试样通常都是刚性的,可以由各种材料制成,例如塑料、金属、木材和陶瓷。最常见的形状是矩形杆和圆柱形试样。

弯曲测试会在试样的凸面产生拉应力,在凹面产生压应力。这样就会沿着中线形成一个剪切应力区。为确保主要破坏来自拉应力或压应力,必须通过控制跨高比(外跨长度除以试样高度(深度))将剪切应力降至最低。对于大多数材料来说,S/d=16 可以接受。而另一些材料,需要 S/d=32 到 64 才能保持足够低的剪切应力。


计算最大纤维应力和最大应变,得到载荷增量。相关结果绘制在应力应变图上。挠曲强度是指最外层纤维的最大应力。使用试样在凸面或拉伸侧的表面可计算出这一值。挠曲模量采用应力与挠度曲线的斜率来计算。如果曲线没有线性区域,则会将一条割线拟合到曲线中,以确定斜率。

 

可以像基于载荷传感器和延伸读数的正常张力或压缩测试一样,记录最大力和最大延伸等计算值。应力和应变值的计算方式不同,因为它们包含挠曲工装支承跨度和载荷跨度(用于4点弯曲测试)。记录这些测量值与正确记录试样的尺寸同样重要。将这些值输入软件系统后后,系统会根据请求自动计算挠曲模量等值。

 

典型材料

聚合物

聚合物最常用的测试方法是3点弯曲测试。试样挠度通常按十字头位置来测量,测试结果包括挠曲强度和挠曲模量。


木材和复合材料

木材和复合材料最常使用4点弯曲测试来进行测试。4点测试需要使用挠度计来准确测量试样支承跨度中心处的挠度。测试结果包括挠曲强度和挠曲模量。


脆性材料

当在陶瓷或混凝土等脆性材料上进行3点弯曲测试时,挠曲强度通常称为断裂模量 (MOR)。此测试仅提供挠曲强度数据,不提供刚度(模量)数据。脆性材料也可使用4点测试,但必须将支撑和载荷砧对齐,且这些材料的测试工装通常带有自对准砧。


通用测试标准

· ASTM D790 - 未增强塑料和增强塑料以及电绝缘材料挠曲性能的标准测试方法

· ISO 178 - 对塑料挠曲性能的测定

· ASTM A370 - 钢筋拉力测试和弯曲测试