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通用測試機的通用性

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發佈時間 : 2021-04-12 17:07:14

它們在春季與蒲公英一樣普遍,而與瑞士軍刀一樣普遍。有時它們會積聚灰塵,注定會進入一個黑暗的角落,而有時它們會因為每天大量使用而被拋光成鏡面。當然,我們談論的是通用測試機(UTM)。


為什麼通用?歷史上,力測試機被稱為拉力測試機,因為它們只能拉力。使它們適應壓縮用途需要使用機械籠,將拉力轉換為壓縮力,從而導致其他測量誤差。後來的先驅者開發了UTM,它具有無需使用適配器即可進行拉動和推動的附加功能。


**,UTM一詞已與“材料測試儀”互換使用,以反映其主要用途。 UTM可測試各種材料和組件,從而為質量控制和工程人員提供有價值的數據。測試結果主要用於表徵材料,但也可以用於成品和組件的通過/失敗測試。


配置UTM

UTM包含以下主要組件:


稱重傳感器


測試架


編碼器/線性刻度


資料收集軟件


夾具和固定裝置


1.稱重傳感器


基於應變計的稱重傳感器是UTM中大多數測量系統的核心。施加到可變形結構的應變計會在結構加載時拉伸和壓縮。當應變計變形時,它們的電阻會改變,從而破壞了平衡電路中的平衡。這種不平衡是由數據採集硬件測量,放大和處理的。信號被轉換為數字形式,可通過指示器和PC使用。數據以可選的度量單位表示,例如lbF,kgF和kN。


在某些基本的UTM中,稱重傳感器及其相關的電子設備可以用測力計代替。測力計將稱重傳感器和指示器集成在一個外殼中。測力計能夠以比PC更高效的方式執行某些功能,例如峰值力捕獲,高速數據捕獲以及其他對速度和定時至關重要的實時功能。


2.測試框架


UTM的承受力範圍廣泛,反映了廣泛的應用-從剝開一袋薯片到壓碎混凝土橋架。它們可以是單列的(通常用於較小的力),也可以是雙列的(用於較大的力)。大多數UTM由一個或兩個導螺桿驅動,而某些機器則採用液壓系統,特別是在循環測試應用中。


測力精度受稱重傳感器的範圍和精度影響**。 UTM可以配備多種稱重傳感器力。例如,可以將容量為10 kN的機器與500 N稱重傳感器一起使用,以進行導線壓接拉力測試,然後切換到10 kN稱重傳感器,以在金屬帶上進行拉伸測試。


3.編碼器或線性刻度


除力外,許多應用還需要測量樣品的撓度,例如彈簧和拉伸測試。在這種情況下,當螺釘上下移動十字頭時,集成的編碼器或線性光柵尺可以測量行進距離。在可能出現小變形的地方,例如金屬的拉伸試驗,引伸計可提供更好的分辨率。引伸計消除了框架和稱重傳感器彎曲引起的誤差。引伸計物理地夾住樣品上的兩個點,並測量它們之間的拉伸或壓縮。最近的技術包括非接觸式視頻和激光方法。


4.數據收集軟件


在某些情況下,原始力和距離數據*足夠了,但是,在許多應用中,UTM的功能會通過數據收集軟件來展現,該軟件以一種實用,有用的方式來計算結果。例如,彈性帶的伸長測試可以用力對距離或應力對應變的曲線表示。當樣品達到並超過其屈服強度時,曲線的弧線將發生變化,直到達到其極限強度,最後降至其斷裂點。通過分析曲線可以得出大量信息,包括彈簧剛度,楊氏模量和許多其他值。更高級的軟件包可以自動計算這些值,並覆蓋以前的測試結果以進行比較。


5.夾具和固定裝置


為了應對幾乎無限的應用,這些年來已經開發了許多標準手柄。常見的類型包括用於織物和薄膜的平行顎式夾具,用於塑料和金屬的楔形夾具,用於彈簧和泡沫的壓縮板等。大多數標準手柄都使用眼端適配器來安裝稱重傳感器,測力計和機器基座。該方法利用銷釘和鎖緊螺母來防止手柄鬆動,並為不同的測試提供了一種快速切換手柄的方法。


UTM與測力儀

儘管巨大的灰色區域跨越了力測試和材料測試之間的邊界,但UTM可以滿足這兩種應用。它的配置,尤其是其距離測量技術和數據處理能力,決定了它是力測試儀還是材料測試儀。以下問題的答案有助於確定執行測試所需的複雜程度:


是需要力還是撓度數據,還是僅需要力?


是僅需要一個峰值力,還是應用程序需要力對時間或力對撓度的曲線?


需要多少撓度測量?


是否需要任何特定的計算,例如彈簧剛度,伸長百分比,楊氏模量等?或者,要求是否更簡單-例如,**力,斷裂距離或給定距離的力?


是過度殺傷力嗎?


現代測力儀能夠執行歷史上為UTM保留的許多功能。但是,要記住的重要考慮因素是UTM可以執行力測試,但是力測試器不能執行材料測試。


與具有相同負載能力的材料測試儀相比,力測試儀的擁有成本更低。它們是不需要復雜數據分析或引伸計的專用,定義明確的應用的理想選擇。但是,測力儀的簡單性可能會限制其在一組多樣化且不斷變化的應用程序環境中的使用。在這種情況下,即使不是每天都使用UTM的全部功能,成本效益分析仍可能使平衡有利於UTM。


保養UTM

除了標準的預防性維護程序(如導螺桿和軸承的潤滑)外,校準也是UTM的最重要服務,以確保測量精度。對於某些UTM,只能在機器上現場進行校準。使用其他UTM,可以將測力計或稱重傳感器以及相關的電子設備拆下並發送到校準實驗室。無論哪種方式,定期的校準時間表對於確保正在進行的測試都是準確的都很重要。


通過適當的維護和定期校準,UTM多年來應該是忠誠的主力軍,希望隨著時間的推移會發展出精細的拋光劑,而不是細小的灰塵層。


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