Specialized Testing Machines: The Technical Guide to Non-Linear Mechanical Testing

Что на самом деле отличает специализированную машину от универсальной

Универсальные испытательные машины получили свое название потому, что они охватывают два наиболее распространенных типа нагрузки — растяжение и сжатие — для огромного спектра материалов. Именно из-за этой универсальности их нельзя адаптировать для каждого теста. Универсальная рама перемещает траверсу вверх или вниз; он не вращает образец, не применяет асимметричный крутящий момент и не приводит в движение пружину тысячи раз в минуту, регистрируя усилие при каждом цикле.

Различие, которое имеет значение для лаборатории или менеджера по контролю качества, простое: требуемое движение линейное или что-то другое? Если стандарт испытаний требует скручивания, циклической усталости, вмятин или строго специфической геометрии приспособления, это требование определяет категорию машины до того, как марка, цена или программное обеспечение когда-либо будут принимать решение.

Основные категории специализированных испытательных машин

Не каждая «специализированная» машина является экзотикой. Большинство из них попадают в короткий список узнаваемых категорий, каждая из которых привязана к конкретной отраслевой потребности и определенному стандарту.

Машины для испытания на кручение

Создан для скручивания образца (обычно проволоки, валов или крепежных деталей) вокруг своей оси до тех пор, пока он не выйдет из строя или не достигнет определенного количества оборотов. Соответствует ASTM A938 и ИСО 7800 Для этих машин требуются зажимные кулачки, которые остаются соосными во время испытания, и один патрон, который может перемещаться вдоль оси образца по мере удлинения материала при скручивании. Широко используется в производстве проволоки, крепежа и обеспечении качества автомобильных компонентов.

Машины для испытания пружин

Предназначен для определения кривой силы отклонения спиральных, дисковых или газовых пружин. Испытания на статическое сжатие тарельчатых пружин обычно проводятся при нагрузках около 400 кН на электромеханических рамах, тогда как испытания на циклическую усталостную долговечность тех же компонентов обычно проводятся на сервогидравлической силовой раме. Ключевой отличительной особенностью является контроль скорости вставки и выдвижения, поскольку реакция пружины зависит от скорости, чего обычно не происходит при испытаниях на растяжение.

Машины для испытания канатов и кабелей

Образцы стальных канатов испытывают на ASTM A931 , который рекомендует длину образца как минимум в 20 раз превышающую номинальный диаметр каната, чтобы полностью отразить поведение напряжения и деформации. Одно только это требование к длине исключает использование большинства универсальных машин со стандартной рамой, а концы канатов требуют окончаний с оболочкой или гнездами, а не стандартных клиновых захватов.

Высокопрочные машины для испытания болтов и крепежных изделий

Конструкционные болты часто подвергаются комбинированному осевому растяжению и одновременному приложению крутящего момента, что повторяет фактическое поведение болта при затягивании в соединение. Это составное измерение силы и крутящего момента является требованием к приспособлению и логике управления, которое изначально не включено в прямолинейную натяжную раму.

Системы усталостных и циклических испытаний

Если приложение единичной нагрузки не соответствует реальному сроку службы, системы усталости многократно применяют осевую, изгибающую или крутильную нагрузку, что регулируется ASTM E466 и ИСО 12106 на осевую усталость. Эти системы работают на сервогидравлических или многоцикловых резонансных платформах, специально созданных для того, чтобы выдерживать миллионы циклов нагрузки без собственной усталости рамы.

Как на самом деле проходит последовательность испытаний на кручение

На конкретном примере кручения проволоки ASTM A938 последовательность выглядит следующим образом:

1. Подготовка образцов Проволоку выпрямляют и измеряют диаметр, поскольку результаты кручения очень чувствительны к незначительным изменениям размеров.
2. Размещение захвата Проволока зажимается в коаксиальных зажимных зажимах, при этом скрученная часть изолирована от точек зажима, поэтому в ходе испытания измеряется истинное поведение материала, а не артефакты захвата.
3. Контролируемое вращение Один патрон вращается с контролируемой скоростью, а другой перемещается вдоль оси проволоки, чтобы компенсировать удлинение, при этом автоматический подсчет оборотов приводит к отказу.
4. Обнаружение и запись отказов Машина записывает количество оборотов и, при необходимости, крутящий момент при разрушении, предоставляя данные о пластичности, на которые рассчитан стандарт.

Тесты характеристик, которые стоит знать

Специализированные машины сильно различаются в зависимости от типа испытаний, но несколько справочных цифр полезны при оценке того, соответствует ли заявленная система вашему фактическому объему испытаний:

Выбор между индивидуальным приспособлением и полностью специализированной машиной

Не каждое специализированное требование требует совершенно новой машины. Во многих случаях существующую универсальную раму можно адаптировать с помощью подходящих захватов или приспособлений — например, приспособлений для отслаивания барабана под углом 90 градусов и подъема для испытаний на адгезию, или специальных захватов для материалов различной толщины. Решение обычно сводится к частоте тестирования и типу движения.

Где это применимо к нашему испытательному оборудованию

Специализированные испытательные машины дополняют нашу более широкую линейку оборудования и являются ответом на испытания, которые не могут выполнить рамы общего назначения. Вот как связаны категории:

Общие вопросы