Каков принцип работы машины для испытания на изгиб?

В современной системе промышленных и научных исследований испытания и анализ механических свойств материалов имеют жизненно важное значение, особенно в аспектах безопасности инженерных конструкций и оценки долговечности изделий. Испытание на изгиб, являющееся основным и широко используемым методом испытаний, играет ключевую роль. Принцип работы и уровень производительности машины для испытания на изгиб, являющейся основным оборудованием для реализации этого процесса испытаний, напрямую связаны с точностью данных испытаний и надежностью инженерных приложений.
Что такое испытание на изгиб? Почему это важно?
Испытание на изгиб — экспериментальный метод, используемый для оценки механических свойств материалов в условиях изгибающей нагрузки, в частности для оценки прочности на изгиб (Flexural Strength), модуля упругости при изгибе (Flexural Modulus) и характеристик разрушения материалов. По сравнению с испытаниями на растяжение или сжатие испытания на изгиб могут более реалистично моделировать сложную напряженную среду, с которой могут столкнуться конструктивные элементы в реальных рабочих условиях.
Например, в области пластиковых листов, композитных балок, металлических труб и т. д. характеристики изгиба часто определяют их сопротивление разрушению, пластичность и срок службы.
Анализ принципа работы машины для испытания на изгиб
Машины для испытания на изгиб обычно основаны на принципе рычагов и электронных систем управления силой. Точно контролируя скорость и положение нагрузки, они моделируют процесс деформации материалов под действием концентрированных или распределенных изгибающих моментов на определенном расстоянии между опорами. Машины для испытания на изгиб, поставляемые компанией Июй Instrument, широко поддерживают испытания на трехточечный и четырехточечный изгиб. Ниже представлены их основные принципы:
1. Принцип испытания на трехточечный изгиб
В этом методе используются две опорные точки и одна точка нагрузки (нагрузочная головка), а точка приложения силы расположена в центре опорного расстояния. Когда нагрузочная головка постепенно прикладывает усилие вниз, максимальное напряжение создается в середине образца. Оборудование собирает данные о давлении вниз (Н) и прогибе (мм) и генерирует кривые сила-смещение или напряжение-деформация для анализа.
Трехточечный изгиб подходит для испытаний на прочность большинства материалов. Он имеет простую конструкцию и высокую эффективность. Это наиболее часто используемый метод испытания на изгиб в промышленности и обучении.
2. Принцип испытания на четырехточечный изгиб
В этом режиме к средней части образца на равном расстоянии прикладываются две точки нагрузки, которые поддерживаются опорными точками на обоих концах. По сравнению с трехточечным изгибом четырехточечное испытание позволяет сформировать чистую область изгибающего момента в середине образца, что более подходит для анализа характеристик материалов в условиях стабильных напряжений, особенно для оценки прочности композитных материалов на межслойный сдвиг.
Система управления и технология сбора данных
Приборы Yiyu используют замкнутую систему управления, которая объединяет высокопроизводительные серводвигатели с прецизионными датчиками нагрузки и взаимодействует с высокочастотными блоками сбора данных (до 200 Гц и более), которые могут реализовать полное автоматическое управление процессом испытаний, мониторинг данных в реальном времени и автоматическую генерацию кривых, обеспечивая повторяемость и стабильность результатов испытаний.
Мы также оснащены разработанным нами интеллектуальным программным обеспечением управления, которое поддерживает многоязычные интерфейсы, может экспортировать отчеты об испытаниях в режиме реального времени и широко поддерживает стандарты GB/T, ISO, ASTM и другие международные стандарты для удовлетворения профессиональных потребностей в тестировании различных клиентов.

Как обеспечить согласованность и повторяемость машин для испытания на изгиб при повторных испытаниях

Почему так важны «последовательность» и «повторяемость»?
В процессе испытания материалов отклонение любого параметра может привести к неправильной оценке окончательного заключения, особенно при разработке новых материалов, контроле качества серийной продукции или стандартных сравнительных испытаниях, при этом особое значение имеют согласованность данных испытаний (близки ли результаты нескольких испытаний одного и того же оборудования) и повторяемость (проводятся ли испытания нескольких видов оборудования и разного персонала для получения одного и того же результата).
Только при высокой согласованности можно устранить «ошибку оборудования»; только при высокой повторяемости можно гарантировать «достоверность данных». Таким образом, структурная устойчивость, точность управления, сенсорная система и стандартизация рабочего процесса самой испытательной машины будут напрямую влиять на эти две основные характеристики.
Пять технических средств для машины для испытания на изгиб Yiyu, обеспечивающих согласованность испытаний
1. Высокоточная система измерения силы и смещения
Yiyu машина для испытания на изгиб оснащен передовыми на международном уровне датчиками деформационной нагрузки с уровнем точности более 0,5, что эффективно снижает смещение данных, вызванное колебаниями силы. В то же время в части управления смещением используется кодер высокого разрешения и система управления с обратной связью с замкнутым контуром, которая может точно контролировать смещение нагрузки, а ошибка контролируется в пределах ±0,1%, обеспечивая надежную гарантию повторяемости испытаний.
2. Автоматическая калибровка и механизм нулевой самопроверки
Каждая испытательная машина Yiyu проходит несколько калибровок моделирования рабочего состояния перед отправкой с завода и имеет функции обнуления и автоматической калибровки одной кнопкой. Система может автоматически определять значение силы и смещение базовой линии смещения перед каждым испытанием, тем самым избегая проблем с несогласованностью данных, вызванных тепловым дрейфом датчика или старением во времени.
3. Строгий контроль точности проектирования и изготовления механических конструкций
Компания Yiyu настаивает на независимом контроле всего процесса механического производства, от точности обработки (допуск расстояния между опорами, вертикальность загрузочной головки и т. д.) до обработки поверхности (коррозионная стойкость, стабильность коэффициента трения), все они внедряют высококачественные системы управления качеством, а отклонение коаксиальности конструктивных деталей контролируется в пределах ±0,02 мм, что значительно повышает стабильность работы оборудования.
4. Интеллектуальная система управления загрузкой
Мы используем независимо разработанную интеллектуальную замкнутую систему сервоуправления, которая может автоматически устанавливать кривую скорости нагружения в соответствии с характеристиками материала, осуществлять точное управление нагрузкой и обратной связью, а также избегать ошибок испытаний, вызванных ручным вмешательством. В то же время система имеет функции автоматического завершения, раннего оповещения и многоточечной загрузки данных, что делает процесс тестирования более интеллектуальным и точным.
5. Стандартизированные рабочие процедуры и функции многоканального анализа данных
Чтобы помочь пользователям добиться согласованности в тестовых операциях, Yiyu предоставляет стандартизированные инструкции по процедурам работы и интеллектуальные программные операционные системы. Программное обеспечение поддерживает сравнительный анализ нескольких наборов повторяющихся данных, автоматически вычисляет среднее значение и стандартное отклонение, а также может генерировать полные отчеты об испытаниях в формате PDF в соответствии с международными стандартами, эффективно помогая экспериментаторам быстро выявлять аномальные данные.
Система гарантий обслуживания обеспечивает постоянную согласованность
Помимо производительности оборудования, компания Yiyu Instrument также создала комплексную систему послепродажного обслуживания и поддержки постоянной оптимизации:
Регулярное обслуживание калибровки: предоставлять пользователям ежегодные услуги по проверке, калибровке и сравнению данных, чтобы гарантировать, что оборудование остается в хорошем состоянии в течение длительного времени;
Система удаленной диагностики: повышение скорости реагирования на проблемы за счет удаленной отладки, мониторинга состояния и проверки данных на стороне программного обеспечения;
Услуги по обучению: Обеспечивать регулярное обучение для предприятий/лабораторий, включая практические курсы, такие как стандарты эксплуатации, выявление ошибок и интерпретация данных.

Как откалибровать размер образца перед испытанием на изгиб на машине для испытания на изгиб

Почему калибровка размера образца так важна?
При проведении испытания на трехточечный или четырехточечный изгиб толщина, ширина, длина, плоскостность и угловая обработка образца материала будут существенно влиять на распределение напряжений, возникающее в ходе испытания, и на окончательные результаты расчета прочности на изгиб. Например:
Расчет изгибающего напряжения зависит от параметров размера поперечного сечения, а погрешность толщины 0,1 мм может привести к отклонению результата на несколько процентных пунктов;
Модуль изгиба включает в себя математическую модель между смещением и размахом. Если ошибка размера существует, это приведет к искажению оценки жесткости материала;
Национальные и международные стандарты (такие как GB/T 9341, ISO 178, ASTM D790) содержат четкие положения относительно размера образца и диапазона отклонений. Неадекватная калибровка сделает данные испытаний неспособными пройти сертификационную проверку.
Таким образом, стандартизированное измерение размеров и калибровка образца являются не только предпосылкой обеспечения эффективности испытания, но и основой для достижения межлабораторной согласованности данных.
Стандартный процесс калибровки размера образца перед испытанием на изгиб
1. Первоначальное измерение
Июй рекомендует пользователям использовать высокоточный штангенциркуль или электронный микрометр для измерения толщины (h) и ширины (b) каждого образца в нескольких местах (не менее трех точек) и принимать среднее значение в качестве окончательного размера, чтобы обеспечить точность ввода данных.
Программное обеспечение для управления машиной для испытания на изгиб Yiyu имеет встроенный модуль «ввода размера образца и автоматической коррекции», который поддерживает прямой ввод средней толщины и ширины в расчетную формулу для автоматической коррекции результатов испытаний.
2. Обработка кромок и поверхностей
Согласно стандарту края образца должны быть гладкими и без заусенцев, а изгибаемая поверхность не должна иметь микротрещин. Компания Yiyu рекомендует использовать специальное оборудование для шлифования кромок или наждачную бумагу для тонкого шлифования, чтобы предотвратить концентрацию напряжений во время нагрузки и преждевременное повреждение.
3. Обнаружение плоскостности и коробления
Используйте линейку платформы, чтобы проверить, согнут ли образец, деформирован или скручен. Чрезмерная деформация приведет к неравномерности точек нагрузки и повлияет на распределение изгибающего момента. При необходимости выполните выравнивание.
4. Подтверждение соотношения диапазона и соотношения
Различные стандарты предъявляют требования к соотношению пролета опоры к толщине образца. Например, стандарт GB/T 9341 рекомендует, чтобы толщина пролета была в 16 раз больше толщины, тогда как стандарт ASTM D790 требует, чтобы она была установлена в определенном диапазоне. Машина для испытания на изгиб Yiyu имеет регулируемую опорную конструкцию, и пользователи могут быстро регулировать и фиксировать пролет, чтобы обеспечить соответствие стандарту.
Преимущества продукта Yiyu Instrument: сопровождение для точности калибровки размеров
Компания Zhejiang Yiyu Instrument Equipment Co., Ltd. объединяет многолетний опыт работы в отрасли и постоянно оптимизирует продукцию и услуги для ключевых звеньев калибровки размеров образцов, что, в частности, отражено в:
Высокоточная конструкция нагрузочной конструкции
В машине для испытания на изгиб Yiyu используется высокопрочная система направляющих, обеспечивающая стабильность положения загрузочной головки и опоры менее ±0,05 мм, обеспечивая постоянную среду нагрузки для точно откалиброванных образцов.
Интеллектуальная поддержка программного обеспечения
Система управления Yiyu поддерживает автоматический ввод размеров образца перед испытанием. Система автоматически сопоставляет стандарт испытаний на основе входных размеров и выполняет динамические коррекции силы, напряжения, модуля и других расчетов, эффективно избегая отклонений результатов, вызванных неправильным ручным вводом.
Эксклюзивный пакет инструментов для определения размера
Компания Yiyu оснащена специальными приспособлениями для измерения образцов и калибровочными инструментами для клиентов, которые позволяют быстро выполнять измерение толщины и ширины образцов партии, а также имеют функцию импорта данных для повышения эффективности эксперимента.