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电子拉力试验机在塑料行业中的应用

2010-10-14

   电子拉力试验机出现在塑料注塑和挤出业者的实验室中。一个原因是它们被越来越多地应用于前沿产品与工艺开发。另一个原因是它们对进料和成品的质量控制进行更为严格的监测。可以在受控的速度下对塑料样条进行伸展、弯曲、压缩或穿刺,直至它们断裂,以确定材料对于某一工艺和终端用途的适用性。它们是在塑料配混厂家实验室中最为常见的仪器。

    电子拉力试验机由一根(单臂)或两根(门式)垂直的承载柱所组成,它安装在一个固定水平基板上,顶部是一个活动的水平横梁。在当今的大部分电子拉力机中,支柱通常是由丝杠驱动,来确定活动横梁的位置。

    电子拉力试验机的规格由框架能够承受的最大负载和承载单元的最大负载结合起来进行表示。负载单元安装在电机驱动或油压驱动的移动横梁上。与夹具相连的承载单元测量力,可以从数字显示或电脑上读数。许多电子拉力试验机具有可互换的传感器,从而能与待测试材料匹配。

    为了诱发塑料的应变,电子拉力机在样板上施加了力。拉伸、弯曲、压缩或剪切方面的特殊测试按照样板中诱发应变的方向和施力的速度而被分类。由标准的机电式电子拉力试验机来完成基础测试。通常要在0.1mm/min至500mm/min的速度范围中加载,不同的材料要求不同的测试速度。破裂成长和疲劳等动态和循环测试一般是在很长的时段内,需要在载荷较低的伺服油压电子拉力机之上完成的。

    早期的电子拉力试验机都有指针和图表记录器。它们现在已经完全被数控器和电脑软件所代替。新型控制器可以自动测试,并显示出相应数据,甚至测试进行中可以即时显示应力应变曲线。减轻了实验员计算的工作量。

    电子拉力试验机针对塑料的测试至今最普通的是拉伸强度与模量、弯曲强度与模量。对于ASTMD638和ISO527规定的拉伸测试,试样的两端被夹住。一个夹具固定,另一个在横梁中,从固定夹具处移开,拉住试样,直至其断裂,随后横梁会自动停下来。

    把试样放在测试机固定底座上的两个支撑上,进行弯曲测试(ASTMD790、D6272和ISO178)。为了这个测试,横梁的运动方向与拉伸测试的相反,推着而不是拖着试样的非有支撑的中央,直至其弯曲并有可能断裂。在国内,因为很多热塑性塑料在这个测试中不会断裂,按标准测试方法需要计算挠度达到厚度1.5倍时的弯曲应力,最常用的是对4mm厚的试样弯曲挠度6mm。

    试样如何保持在仪器底部是重要的,因为不同类型的测试需要不同的夹具。更换夹具不但很难保持位置的一致性(这经常影响测试结果),而且也容易碰坏娇贵的部分—传感器,对实验员力气也是考验,很多女性难以完成这项工作。而且夹具的价钱有几百元的,也有油压操作的夹具贵至上千元。所以,尽量少换夹具。有的电子拉力试验机如LDX-300型万能材料试验机,三点式弯曲夹具和拉伸夹具设计在一起,就减少了更换夹具的过程。

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