試驗機的了解

如今越來越多的塑料加工企業(yè)都在購買所謂的“"試驗機,，利用它來進行拉伸,、彎曲、壓縮和剪切試驗,，以對材料進行性能評價,、應用開發(fā)研究以及質量控制。發(fā)達的電子學改進了這些設備的性能,，使之更加易于操作,，價格也越來越低。 

    試驗機（UTM）通過不同速度級別的調節(jié),，對塑料材料樣條進行拉伸,、彎曲、壓縮或牽引,，這是塑料混配實驗室中普通的設備,。在混配料的制備過程中，利用UTM測試材料能夠判斷材料是否適用于某些特定的加工應用或終端應用,。UTM還可以用于產品的質量控制,，以確保產品質量各個批次之間的一致性。 

    如今UTM還越來越多的出現(xiàn)在塑料模塑和擠塑實驗室中,。一方面是因為它們越來越多的參與到新產品和新工藝的開發(fā)過程,。另外一方面是因為它們在原材料以及成品質量控制上的性。在一些社會責任感很強的領域,，如醫(yī)用器械或汽車行業(yè),，需要塑料加工設備對他們的產品進行試驗，也需要UTM的發(fā)揮更大的作用,。同時,，內部試驗可以提高工藝控制的質量，減少廢料率,，從而也實現(xiàn)了真正的收益,。 

不同的試驗 

    UTM試驗機包括一個或多個垂直承載的立柱，立柱上安裝一個固定的水平基座,，頂部還有一個可移動的水平十字頭（十字橫梁）?，F(xiàn)在的UTM試驗機，立柱上通常還有滾珠絲杠用以固定可移動的十字頭,。UTM的大小用框架的大承載水平和測量載荷/拉力的測力計來共同表征,。測力計附在依靠電動馬達或液壓裝置驅動的可移動的十字頭上。帶夾具的系列測力計測量力的大小,，可以通過數字顯示器或PC機顯示結果,。很多UTM具有可互換的測力計，因此可以與所測試的不同材料匹配。靜態(tài)試驗利用標準的電子試驗機來進行,，通常加載速度范圍為0.001~20 in./min（1in.=2.54cm）,。動態(tài)試驗或循環(huán)試驗如裂紋增長和疲勞試驗通常利用液壓伺服系統(tǒng)UTM試驗機來進行，時間較長,，載荷較低,。 

    早期的UTM試驗機具有類似的電子元器件和記錄儀。現(xiàn)在已經被數控設備和PC軟件代替,。新的自動控制設備可以運行試驗,，還能顯示數據,，有時甚至是邊運行邊記錄,。以前的記錄儀，包括PC軟件之前的數字顯示時代,，用戶得到的測試信息都是載荷/變形曲線,，Y軸表示應力，X軸表示形變,。這些曲線還需要對其進行計算和解釋,。新的系統(tǒng)仍然能提供這些曲線，但是同時還能對數據進行計算,，如屈服強度,、破壞強度和模量等數據。 

     目前,，利用試驗機所測試的常見的項目是拉伸強度和拉伸模量,、彎曲強度和模量。按照A  STM D 638和ISO 527進行拉伸試驗時,，樣條的兩端都有夾具夾緊,，一個夾具是靜止的，另一個固定在十字頭上,，背離固定夾具移動,，牽引樣條直至樣條出現(xiàn)斷裂，斷裂時十字頭會自動停止,。彎曲試驗時（ASTM D790 ,、D6272以及ISO178），樣條被放在試驗機固定機床的兩個支座上,。這個試驗中,，十字頭移動的方向與拉伸試驗中移動方向相反，向一個沒有支撐的中心推動而不是牽引樣條,，直至樣條彎曲甚至斷裂,。因為多數熱塑性塑料材料不會在這個試驗中斷裂，所以不可能計算斷裂彎曲強度。因而,，標準的試驗方法要求計算應變?yōu)?/span>5%時的彎曲應力,。 

    壓縮試驗一般很少應用UTM試驗機，盡管這在ASTM D1621和 ISO 844標準中對剛性塑料泡沫而言是一項主要的試驗,。UTM試驗機還能用于任何形狀的注塑產品如瓶子的壓碎試驗,，在一定高度將樣品摔碎或使其變形所需的應力值即壓縮強度值。 

    據UTM供應商統(tǒng)計,，對于塑料材料而言,，剪切試驗更不多見。剪切強度值是將樣品放在沖床型的剪切裝置里測得的,。沖擊速度為0.005in./min,，直至樣品的可移動部分*將固定部分露出來。剪切強度值為應力/剪切面積的值,。這在薄膜材料和片材產品中很重要,，因為這種類型的破壞容易出現(xiàn)在這類產品中，但是這并不是其他擠出和注塑產品設計時考慮多的因素,。按照ASTM D732（沒有等同的 ISO 標準）標準進行試驗時,，常用的試樣是塑料片材或0.005~0.500in.厚的注塑碟片。 

電子機械式UTM試驗機 

    常用的電子UTM試驗機的容量為100～135000 lb,。尺寸越大,，成本越高。一般來說,，立式設備的體積更小也更易于操作,，并且還能借助于樣品自身的重力，使棘手的樣品如薄膜也能同較重的注塑部件一樣易于操控,。單立柱UTM試驗機的力程較低,，價格也較低，結構容量一般為1000 lb,。門式的UTM試驗機的結構容量可達1000~135000 lb,。測力計也以某一大的適用于UTM試驗機結構和樣品的力值為分類依據。例如,，一個100 lb的測力計安裝在1000 lb的?？蚶铮梢蕴峁?/span>100 lb的試驗載荷,。測力計的容量不應超過樣品預測斷裂載荷太多,，否則會影響試驗結果的性。

本文由：江都市天源試驗機械有限公司  編輯

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