如今越來越多的塑料加工企業(yè)都在購買所謂的試驗機(jī)“”試驗機(jī),,利用它來進(jìn)行拉伸、彎曲,、壓縮和剪切試驗,,以對材料進(jìn)行性能評價、應(yīng)用開發(fā)研究以及質(zhì)量控制,。發(fā)達(dá)的電子學(xué)改進(jìn)了這些設(shè)備的性能,,使之更加易于操作,價格也越來越低,。
試驗機(jī)通過不同速度級別的調(diào)節(jié),,對塑料材料樣條進(jìn)行拉伸、彎曲,、壓縮或牽引,,這是塑料混配實驗室中zui普通的設(shè)備,。在混配料的制備過程中,利用測試材料能夠判斷材料是否適用于某些特定的加工應(yīng)用或終端應(yīng)用,。還可以用于產(chǎn)品的質(zhì)量控制,,以確保產(chǎn)品質(zhì)量各個批次之間的一致性。
試驗機(jī)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)。現(xiàn)在的試驗機(jī),,立柱上通常還有滾珠絲杠用以固定可移動的十字頭,。試驗機(jī)的大小用框架的zui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(dá)或液壓裝置驅(qū)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(shù)字顯示器或PC機(jī)顯示結(jié)果。很多試驗機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的電子試驗機(jī)來進(jìn)行,,通常加載速度范圍為0.001~20in./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)試驗機(jī)來進(jìn)行,時間較長,,載荷較低,。
目前,利用試驗機(jī)所測試的zui常見的項目是拉伸強(qiáng)度和拉伸模量,、彎曲強(qiáng)度和模量,。按照ASTMD638和ISO527進(jìn)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(ASTMD790,、D6272以及ISO178),,樣條被放在試驗機(jī)固定機(jī)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(shù)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(qiáng)度,。因而,標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法要求計算應(yīng)變?yōu)?%時的彎曲應(yīng)力,。常用的電子試驗機(jī)的容量為100~135000lb,。尺寸越大,成本越高,。一般來說,,立式設(shè)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,。單立柱試驗機(jī)的力程較低,價格也較低,,結(jié)構(gòu)容量一般為1000lb,。門式的試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)容量可達(dá)1000~135000lb。測力計也以某一zui大的適用于試驗機(jī)結(jié)構(gòu)和樣品的力值為分類依據(jù),。例如,,一個100lb的測力計安裝在1000lb的模框里,,可以提供100lb的試驗載荷,。測力計的容量不應(yīng)超過樣品預(yù)測斷裂載荷太多,否則會影響試驗結(jié)果的性,。
與靜態(tài)測試所用的電子試驗機(jī)不同,,液壓伺服試驗機(jī)可以進(jìn)動態(tài)測試以及疲勞試驗。這樣必須反復(fù)施加應(yīng)力,,進(jìn)行加載-釋放的循環(huán),。例如,疲勞裂紋增長試驗,,用戶期望了解待測材料經(jīng)過多少次循環(huán)會斷裂,。動態(tài)測試試驗機(jī)所需的應(yīng)力比電子試驗機(jī)靜態(tài)試驗中所需的應(yīng)力要小。液壓伺服系統(tǒng)試驗機(jī)的框架容量從100lb到數(shù)噸不等,,價格通常為電子力學(xué)試驗機(jī)的2~3倍,。基本用于金屬材料的疲勞試驗,,但是在汽車塑料,、航天塑料、生物醫(yī)藥塑料以及電子元件用塑料等方面的應(yīng)用也越來越廣泛,,因為這些領(lǐng)域里需要耐疲勞性好的結(jié)構(gòu)部件,。