Mitä testejä voidaan suorittaa yleisellä testauskoneella?

A yleinen testauskone (UTM) voi sutaiittaa veto-, puristus-, taivutus-, leikkaus-, kuoriutumis-, väsymis- ja kovuustestejä – kattaa suurimman osan mekaanisten ominaisuuksien arvioinnista, joita vaaditaan eri toimialoilla. Käytätkö Elektroninen yleinen testauskone tai a Hydraulinen universaali testauskone , ydintestausmahdollisuudet ovat laajat, joten UTM on yksi monipuolisimmista instrumenteista kaikissa materiaalitestauslaboratorioissa.

Vetotestaus: Yleisin sovellus

Vetotestaus on yleisin testauskoneen yleisin testi. Näyte vedetään erilleen kontrolloidulla nopeudella, kunnes se murtuu. Tärkeimmät mitatut parametrit ovat:

• Äärimmäinen vetolujuus (UTS) — suurin materiaalin kestämä rasitus
• Sadonvoimakkuus — jännitys, jossa pysyvä muodonmuutos alkaa
• Venymä katkossa - sitkeyden mitta
• Youngin moduuli (kimmomoduuli) — materiaalin jäykkyys

Vetokokeet koskevat metalleja, muoveja, kumia, tekstiilejä, kalvoja, liimoja ja komposiitteja. Stjaardit, kuten ASTM E8/E8M (metallit), ISO 6892-1 , ja ASTM D638 (muovit) säätelevät näitä menettelyjä. Tyypillisen teräsnäytteen mittapituus voi olla 50 mm ja se voidaan testata ristipäänopeudella 2 mm/min.

Puristustestaus: Kantavuuden mittaaminen

Puristustestaus arvioi, kuinka materiaali tai komponentti käyttäytyy puristuskuormituksen (murskaus) alaisena. Kone kohdistaa alaspäin suuntautuvan voiman näytteeseen kahden levyn välissä. Tulokset sisältävät puristusvoima , puristusmoduuli , ja deformation behavior.

Yleisiä sovelluksia ovat:

• Betonisylinterit (puristuslujuus vaihtelee yleensä 20-40 MPa vakiorakennebetonille)
• Vaahto ja pakkausmateriaalit
• Luu ja biomateriaalit lääketieteellisessä tutkimuksessa
• Jouset ja elastomeerit

Asiaankuuluvia stjaardeja ovat mm ASTM C39 betonille ja ISO 604 muovia varten. Hydraulisia universaaleja testauskoneita suositaan usein korkean puristusvoiman ylittämisessä 500 kN , kuten rakennebetoni- ja raskasmetallikomponentit.

Taivutustestaus: Taivutuskestävyyden arviointi

Taivutustestaus – jota kutsutaan myös taivutustestiksi tai kolmen pisteen/neljän pisteen taivutustestiksi – mittaa materiaalin taivutusvoimien kestävyyttä. Näyte lepää kahdella tuella, kun kuormitus kohdistetaan keskelle (kolmipiste) tai kahteen sisäpisteeseen (nelipiste).

Keskeisiä lähtöjä ovat mm taivutusvoima ja taivutuskerroin . Tämä testi on kriittinen seuraaville:

• Keramiikka ja lasi (joissa vetokoe on epäkäytännöllistä hauraiden murtumien vuoksi)
• Kuituvahvisteiset komposiitit ja hiilikuitupaneelit
• Muovit per ASTM D790 ja ISO 178
• Puutavaraa ja rakennustavaraa

Esimerkiksi standardin ISO 178 mukaisesti testatun polypropeeninäytteen taivutuskerroin on tyypillisesti noin 1 300–1 800 MPa .

Leikkaus- ja vääntötestaus

Leikkauskoe määrittää, kuinka materiaali reagoi poikkileikkauksensa suuntaisiin voimiin. Yleiset testauskoneet voidaan varustaa leikkauskiinnikkeillä, jotka suorittavat:

• Yhden ja kahden kierroksen leikkaustestit — liima- ja liimaliitoksille (ASTM D1002 mukaan)
• Laminaarien välinen leikkauslujuus (ILSS) — komposiittilaminaateille
• Pin leikkaustestit — kiinnikkeille ja pulttiliitoksille

Vääntötestaus, vaikka se tehdään tyypillisesti erityisillä vääntökoneilla, voidaan suorittaa myös vääntöliittimillä varustetuille UTM:ille leikkausmoduulin ja vääntö-vikaantumiskäyttäytymisen mittaamiseksi.

Kuorinnan ja tarttuvuuden testaus

Kuorintatestillä mitataan liimamateriaalien, teippien, pinnoitteiden ja kalvojen sidoslujuus. Universaali testauskone vetää sidottua kerrosta toisesta määritellyssä kulmassa – tavallisesti 90° tai 180°. Irrotusvoima mitataan N/mm or N/25 mm .

Tyypillisiä testikokoonpanoja ovat:

• T-kuorintatesti (ASTM D1876) - joustaville laminaateille
• 180° kuorintatesti (ASTM D903) — paineherkille nauhoille
• 90° kuorintatesti — lääkinnällisten laitteiden liimoihin ja pakkauksiin

Elektroniset yleistestauskoneet soveltuvat erityisen hyvin kuorintatestaukseen tarkan matalavoiman ohjauksensa ansiosta, jotka mittaavat usein niinkin pieniä voimia kuin 0,01 N korkean resoluution punnituskennoilla.

Väsymystestaus yleisillä testauskoneilla

Väsymistestissä näytettä kuormitetaan toistuvasti syklisesti sen määrittämiseksi, kuinka kauan se kestää rasitusta ennen vikaa. Vaikka erityisiä väsymistestijärjestelmiä on olemassa, monet nykyaikaiset UTM:t - erityisesti servohydrauliset mallit - tukevat syklinen väsymystesti määrätyillä taajuuksilla.

Keskeisiä parametreja ovat:

• S-N-käyrät (Wöhler-käyrät) — jännitysamplitudi vs. jaksojen lukumäärä epäonnistumiseen
• Väsymysraja — jännitys, jonka alapuolella materiaali kestää loputtomia kierroksia
• Halkeaman leviämisnopeus - ASTM E647:n mukaan

Hydrauliset yleistestauskoneet toimivat tyypillisesti enintään taajuudella 10-50 Hz väsymystestaukseen, mikä tekee niistä tehokkaita auto-, ilmailu- ja rakennetekniikan komponenteissa.

Kovuuden ja murtolujuuden testaus

Vaikka erityiset kovuusmittarit (Rockwell, Vickers, Brinell) ovat vakioinstrumentteja, joihinkin UTM:eihin voidaan asentaa sisennysvalaisimet suorittamaan instrumentoitu painaumatestaus , joka tarjoaa kovuus- ja kimmomoduulitiedot samanaikaisesti.

Murtolujuustestaus – materiaalin kestävyyden mittaaminen halkeamien leviämiselle – suoritetaan myös UTM:illä. Yleisiä testimenetelmiä ovat:

• K _IC (taso-venymämurtolujuus) ASTM E399 mukaan
• J-integraalin testaus ASTM E1820 mukaisesti sitkeille metalleille
• CTOD (Crack Tip Opening Displacement) — olennainen rakenneteräksen ja hitsin laadun kannalta

Elektroninen vs. hydraulinen yleistestauskone: testauskyvyn vertailu

Universaalin testauskoneen tyyppi vaikuttaa merkittävästi siihen, mitkä testit ovat käytännöllisiä. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto tärkeimmistä eroista:

Erikoistestit suoritettu kalusteilla ja lisävarusteilla

UTM:n monipuolisuus laajenee dramaattisesti vaihdettavien kiinnikkeiden ja ympäristökammioiden ansiosta. Oikeilla lisävarusteilla voidaan suorittaa myös seuraavat erikoistestit:

Virumis- ja stressirentoutumistestit

Virumatestaus käyttää jatkuvaa kuormitusta pitkän ajanjakson ajan (tunneista viikkoihin) ajasta riippuvan muodonmuutoksen mittaamiseksi. Stressirelaksaatiotestit pitävät kiinteän muodonmuutoksen ja tarkkailevat jännityksen vähenemistä. Nämä ovat kriittisiä polymeerit, juotosliitokset ja korkean lämpötilan seokset .

Korkean ja matalan lämpötilan testaus

UTM:iin asennetut ympäristökammiot mahdollistavat testauksen -70 °C - 350 °C , joka mahdollistaa materiaalien arvioinnin käyttölämpötila-alueilla. Tämä on välttämätöntä ilmailu-avaruuskomponenteille, autojen tiivisteille ja kylmäketjupakkauksille.

Tekstiilin ja langan vetolujuustestaus

Pneumaattisilla tai vetokahvalla UTM:t testaavat yksittäisiä lankoja, kudottuja kankaita, geotekstiilejä ja kuitukankaita standardien mukaan, kuten ISO 13934-1 ja ASTM D5034 , mittaa murtovoimaa ja venymää.

Lääketieteellisten laitteiden ja biomekaaninen testaus

UTM-laitteita käytetään laajasti lääketieteen alalla ompeleiden, stenttien, katetrien, luuruuvien ja implanttien testaamiseen. Nämä sovellukset edellyttävät noudattamista ISO 10993 ja ASTM F543 (luuruuvit). Voiman resoluutio voi olla yhtä hyvä kuin 0,001 N herkkien kudosten testaukseen.

Toimialan sovellusten ja standardien yleiskatsaus

Yleiset testauskoneet palvelevat käytännössä kaikkia toimialoja. Alla on tiivistelmä yleisistä aloista, suoritetuista testeistä ja hallitsevista standardeista:

Oikean yleisen testauslaitteen valitseminen testeisiisi

Kun valitset elektronisen yleistestauskoneen ja hydraulisen yleistestauskoneen välillä, on otettava huomioon ensisijaiset tekijät voimaalue, testityyppi ja vaadittu tarkkuus :

• Valitse an Elektroninen UTM alle 600 kN voimille, tarkat hidaskäyntitestit, kuorintatestit, lääkinnällisten laitteiden testaus ja sovellukset, jotka vaativat suurta siirtymäresoluutiota (niin hienoja kuin 0,001 mm ).
• Valitse a Hydraulinen UTM raskaaseen teolliseen testaukseen, joka on yli 600 kN, korkean syklin väsyminen, rakenneteräs, betoni ja suurileikkauksiset takeet tai valukappaleet.
• Molemmat tyypit tukevat veto-, puristus-, taivutus-, leikkaus- ja kuoriutumistestit koko materiaalispektri, kun se on asianmukaisesti varustettu kalusteilla.

Erilaisia ​​materiaalitestejä tekevien laboratorioiden tulee varmistaa, että UTM-ohjelmisto tukee useita testistandardeja samanaikaisesti ja mahdollistaa helpon kiinnitysten vaihdon – lyhentää asennusaikaa ja laajentaa testauskapasiteettia.