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萬(wàn)能試驗機選什么樣的好

萬(wàn)能試驗機選什么樣的好。如今越來(lái)越多的塑料加工企業(yè)都在購買(mǎi)所謂的萬(wàn)能試驗機，利用它來(lái)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(jià)、應用開(kāi)發(fā)研究以及質(zhì)量控制。發(fā)達的電子學(xué)改進(jìn)了這些設備的性能，使之更加易于操作，價(jià)格也越來(lái)越低。
萬(wàn)能試驗機通過(guò)不同速度級別的調節，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(shí)驗室中普通的設備。在混配料的制備過(guò)程中，利用萬(wàn)能試驗機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。萬(wàn)能試驗機還可以用于產(chǎn)品的質(zhì)量控制，以確保產(chǎn)品質(zhì)量各個(gè)批次之間的一致性。
如今萬(wàn)能試驗機還越來(lái)越多的出現在塑料模塑和擠塑實(shí)驗室中。一方面是因為它們越來(lái)越多的參與到新產(chǎn)品和新工藝的開(kāi)發(fā)過(guò)程。另外一方面是因為它們在原材料以及成品質(zhì)量控制上的精確性。在一些社會(huì )責任感很強的領(lǐng)域，如醫用器械或汽車(chē)行業(yè)，需要塑料加工設備對他們的產(chǎn)品進(jìn)行試驗，也需要UTM的發(fā)揮更大的作用。同時(shí)，內部試驗可以提高工藝控制的質(zhì)量，減少廢料率，從而也實(shí)現了真正的收益。
不同的試驗
萬(wàn)能試驗機包括一個(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）?，F在的萬(wàn)能試驗機，立柱上通常還有滾珠絲杠用以固定可移動(dòng)的十字頭。萬(wàn)能試驗機的大小用框架的承載水平和測量載荷/拉力的測力計來(lái)共同表征。測力計附在依靠電動(dòng)馬達或液壓裝置驅動(dòng)的可移動(dòng)的十字頭上。帶夾具的系列測力計測量力的大小，可以通過(guò)數字顯示器或PC機顯示結果。很多萬(wàn)能試驗機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萬(wàn)能試驗機來(lái)進(jìn)行，通常加載速度范圍為0.001~20 in./min（1in.=2.54cm）。動(dòng)態(tài)試驗或循環(huán)試驗如裂紋增長(cháng)和疲勞試驗通常利用液壓伺服系統UTM試驗機來(lái)進(jìn)行，時(shí)間較長(cháng)，載荷較低。
早期的UTM試驗機具有類(lèi)似的電子元器件和記錄儀?，F在已經(jīng)被數控設備和PC軟件代替。新的自動(dòng)控制設備可以運行試驗，還能顯示數據，有時(shí)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(shí)代，用戶(hù)得到的測試信息都是載荷/變形曲線(xiàn)，Y軸表示應力，X軸表示形變。這些曲線(xiàn)還需要對其進(jìn)行計算和解釋。的系統仍然能提供這些曲線(xiàn)，但是同時(shí)還能對數據進(jìn)行計算，如屈服強度、破壞強度和模量等數據。
目前，利用萬(wàn)能試驗機所測試的常見(jiàn)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(jìn)行拉伸試驗時(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斷裂，斷裂時(shí)十字頭會(huì )自動(dòng)停止。彎曲試驗時(shí)（ASTM D790 、D6272以及ISO178），樣條被放在試驗機固定機床的兩個(gè)支座上。這個(gè)試驗中，十字頭移動(dòng)的方向與拉伸試驗中移動(dòng)方向相反，向一個(gè)沒(méi)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。因為多數熱塑性塑料材料不會(huì )在這個(gè)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)?%時(shí)的彎曲應力。
壓縮試驗一般很少應用UTM試驗機，盡管這在A(yíng)STM 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(chǎn)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供應商統計，對于塑料材料而言，剪切試驗更不多見(jiàn)。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(dòng)部分完全將固定部分露出來(lái)。剪切強度值為應力/剪切面積的值。這在薄膜材料和片材產(chǎn)品中很重要，因為這種類(lèi)型的破壞容易出現在這類(lèi)產(chǎn)品中，但是這并不是其他擠出和注塑產(chǎn)品設計時(shí)考慮多的因素。按照ASTM D732（沒(méi)有等同的 ISO 標準）標準進(jìn)行試驗時(shí)，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(lái)說(shuō)，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(jià)格也較低，結構容量一般為1000 lb。門(mén)式的UTM試驗機的結構容量可達1000~135000 lb。測力計也以某一的適用于UTM試驗機結構和樣品的力值為分類(lèi)依據。例如，一個(gè)100 lb的測力計安裝在1000 lb的?？蚶?，可以提供100 lb的試驗載荷。測力計的容量不應超過(guò)樣品預測斷裂載荷太多，否則會(huì )影響試驗結果的精確性。
軟件的發(fā)展
軟件技術(shù)的發(fā)展，提高了UTM設備的測試速度并使設備的操作變得更加簡(jiǎn)便。測試數據的讀取、試驗的整個(gè)過(guò)程、試樣斷裂前是否被拉伸變形、變形和外力是否成比例，這些答案能幫助材料工程師或者制品設計師評價(jià)不同材料的性能、測定安全裕度以及更好地模擬終端用戶(hù)的應用。
新的軟件能自動(dòng)操作試驗、采集數據、分析數據、記錄輸出、存儲數據并進(jìn)行修補。用戶(hù)可以輸入一定的運行載荷速度，系統就會(huì )自動(dòng)調整十字頭的運行。新的軟件還允許用戶(hù)通過(guò)位移傳感器獲得試驗過(guò)程中真實(shí)的應變值，位移傳感器可以精確測量十字頭的位移情況。更換傳感器時(shí)，新軟件還可以使測力計自動(dòng)識別并校準。
新的PC型UTM試驗機的軟件現在能執行整個(gè)操作，因此成本也會(huì )因為取消了數字顯示器和一些電子元件而有所降低。動(dòng)態(tài)測試與靜態(tài)測試所用的電子UTM試驗機不同，液壓伺服UTM試驗機可以進(jìn)動(dòng)態(tài)測試以及疲勞試驗。這樣必須反復施加應力，進(jìn)行加載-釋放的循環(huán)。例如，疲勞裂紋增長(cháng)試驗，用戶(hù)期望了解待測材料經(jīng)過(guò)多少次循環(huán)會(huì )斷裂閥門(mén)。
動(dòng)態(tài)測試所需的應力比電子萬(wàn)能試驗機靜態(tài)試驗中所需的應力要小。液壓伺服系統試驗機的框架容量從100 lb到數噸不等，價(jià)格通常為電子力學(xué)試驗機的2~3倍?；居糜诮饘俨牧系钠谠囼?，但是在汽車(chē)塑料、航天塑料、生物醫藥塑料以及電子元件用塑料等方面的應用也越來(lái)越廣泛，因為這些領(lǐng)域里需要耐疲勞性好的結構部件。

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