試驗機增加相應的試驗夾具可以完成更多的試驗,關于夾具的相關應用知識,在這里做一個詳細的分析介紹:
一、試驗機必須具備三個要素
有(you)加力(li)裝(zhuang)置:有(you)夾(jia)(jia)具(ju)(ju);有(you)力(li)值顯示裝(zhuang)置和(he)記錄(lu)。可見夾(jia)(jia)具(ju)(ju)在試(shi)(shi)(shi)驗(yan)機中的(de)(de)(de)(de)重要(yao),我們通過夾(jia)(jia)具(ju)(ju)夾(jia)(jia)持試(shi)(shi)(shi)樣(或產品),通過加力(li)裝(zhuang)置,力(li)值顯示裝(zhuang)置和(he)記錄(lu)來(lai)判斷材(cai)料(liao)(liao)(或成品)是(shi)否合格和(he)達到預定的(de)(de)(de)(de)性能指標,沒(mei)有(you)可靠的(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)具(ju)(ju),這些就(jiu)無法判斷。夾(jia)(jia)具(ju)(ju)是(shi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)機中根據(ju)材(cai)料(liao)(liao)試(shi)(shi)(shi)樣變化(hua)而一個(ge)(ge)經常變化(hua)的(de)(de)(de)(de)部分(fen),不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)需要(yao)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)具(ju)(ju),它(ta)是(shi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)能否順(shun)利進行(xing)及試(shi)(shi)(shi)驗(yan)結果準確度高低的(de)(de)(de)(de)一個(ge)(ge)重要(yao)因素,合理正確的(de)(de)(de)(de)使(shi)用夾(jia)(jia)具(ju)(ju)有(you)利于試(shi)(shi)(shi)驗(yan)順(shun)利的(de)(de)(de)(de)進行(xing),隨著科學(xue)技術的(de)(de)(de)(de)發展,各(ge)行(xing)各(ge)業對(dui)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)越來(lai)越高,致使(shi)新材(cai)料(liao)(liao)不(bu)(bu)斷的(de)(de)(de)(de)出(chu)現,對(dui)夾(jia)(jia)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)設計提出(chu)了更高的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。夾(jia)(jia)具(ju)(ju)根據(ju)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方法不(bu)(bu)同(tong),大致可分(fen)為(wei): 拉伸類夾(jia)(jia)具(ju)(ju)、壓(ya)縮類夾(jia)(jia)具(ju)(ju)、彎曲類夾(jia)(jia)具(ju)(ju)、剝離類夾(jia)(jia)具(ju)(ju)、剪切類夾(jia)(jia)具(ju)(ju)等,其中拉伸類夾(jia)(jia)具(ju)(ju)約(yue)占夾(jia)(jia)具(ju)(ju)總量的(de)(de)(de)(de)80%左右。
二、夾具的(de)基(ji)本性(xing)能(neng)
1.夾具對強度要求:
通過夾(jia)(jia)具夾(jia)(jia)持試(shi)樣(yang)(或產品)對(dui)試(shi)樣(yang)進行加力(li),夾(jia)(jia)具所(suo)能承受的(de)(de)(de)試(shi)驗力(li)的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)是夾(jia)(jia)具的(de)(de)(de)一個很重要的(de)(de)(de)指(zhi)標(biao),它決定(ding)了夾(jia)(jia)具結構的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)及夾(jia)(jia)具操作的(de)(de)(de)勞(lao)動強度的(de)(de)(de)大(da)小(xiao),試(shi)樣(yang)材質(zhi)有(you)金(jin)(jin)屬和非金(jin)(jin)屬之分,形(xing)狀(zhuang)有(you)大(da)小(xiao)之分,材料的(de)(de)(de)成分組成各種(zhong)各樣(yang),試(shi)樣(yang)所(suo)能承受的(de)(de)(de)試(shi)驗力(li)小(xiao)到幾(ji)十厘牛(如紡織(zhi)用氨(an)綸絲),大(da)到幾(ji)十噸如普通鋼材等國內最大(da)的(de)(de)(de)電子式萬能試驗機試(shi)驗(yan)力(li)為600KN,0.5級機(ji),試(shi)樣尺寸(cun)小到(dao)直徑φ0.006mm的金絲,大到(dao)直徑1m的PVC管(guan)材等,這就要求根據不同(tong)的試(shi)驗(yan)力(li)、試(shi)樣的形狀大小選擇設計不同(tong)的夾具。
2. 對夾(jia)具材料的要求:
①. 對一般的金屬及非(fei)金屬試(shi)樣, 夾具的鉗口直接(jie)與試(shi)樣接(jie)觸(chu),一般都選用優質合(he)金結構鋼(gang)(gang),合(he)金高(gao)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)或低(di)碳(tan)(tan)合(he)金鋼(gang)(gang)、冷作(zuo)模(mo)具鋼(gang)(gang)等,通過(guo)適當的熱(re)處理(li)工藝淬(cui)(cui)回(hui)火、滲碳(tan)(tan)淬(cui)(cui)火等增(zeng)加其強度、耐磨性(xing). 有時也在(zai)鉗口處鑲裝特種(zhong)鋼(gang)(gang)材,或在(zai)鉗口表面(mian)噴(pen)涂(tu)金鋼(gang)(gang)砂等。
②. 對一些小試驗力的(de)夾(jia)具,與試樣接觸(chu)的(de)表面采用(yong)粘軟質膠(jiao)皮等(deng)。(例如(ru):塑料薄膜(mo)、纖維絲(si)等(deng)試樣的(de)夾(jia)具夾(jia)持(chi)面,)
③. 夾具體(ti)一般(ban)采用(yong)優質中碳鋼(gang)、合金(jin)結(jie)構(gou)鋼(gang),通過適當(dang)的熱(re)處理工藝增加其力學性能。有(you)時(shi)(shi)為(wei)了減(jian)輕重(zhong)量也(ye)采用(yong)鋁合金(jin)等有(you)色金(jin)屬及(ji)特種金(jin)屬。有(you)時(shi)(shi)也(ye)采用(yong)鑄(zhu)造(zao)結(jie)構(gou)鑄(zhu)鋼(gang),鑄(zhu)鋁等。
3. 對(dui)夾(jia)具結(jie)構的要求:
夾具的(de)(de)(de)(de)設計主要依(yi)據(ju)材料的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗標(biao)準(zhun)及(ji)(ji)(ji)試(shi)(shi)樣(yang)(特指(zhi)成(cheng)品(pin)及(ji)(ji)(ji)半(ban)成(cheng)品(pin))的(de)(de)(de)(de)型狀及(ji)(ji)(ji)材質(zhi)。以上所說的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗標(biao)準(zhun)是(shi)指(zhi)ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等(deng),還有企業標(biao)準(zhun)、行業標(biao)準(zhun)等(deng),這些標(biao)準(zhun)中一(yi)般都(dou)對試(shi)(shi)樣(yang)制樣(yang)及(ji)(ji)(ji)試(shi)(shi)驗方(fang)法都(dou)有嚴(yan)格(ge)的(de)(de)(de)(de)規定,我(wo)們可以根(gen)據(ju)試(shi)(shi)樣(yang)及(ji)(ji)(ji)試(shi)(shi)驗方(fang)法的(de)(de)(de)(de)不同(tong)設計不同(tong)的(de)(de)(de)(de)夾具。對于(yu)特殊試(shi)(shi)樣(yang)(成(cheng)品(pin)及(ji)(ji)(ji)半(ban)成(cheng)品(pin)的(de)(de)(de)(de))使用的(de)(de)(de)(de)夾具,主要根(gen)據(ju)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)型狀及(ji)(ji)(ji)材質(zhi)設計夾具。
三、夾具的結構
夾具本(ben)身沒有(you)固定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)結構(如(ru)金屬(shu)絲可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)纏繞方式夾緊,也(ye)可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)兩個平(ping)板夾緊,金屬(shu)薄(bo)板試(shi)樣可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)楔形夾緊方式,也(ye)可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)對夾夾緊方式),這(zhe)(zhe)和主(zhu)(zhu)機有(you)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)區(qu)別,主(zhu)(zhu)機國(guo)(guo)內(nei)(nei)、國(guo)(guo)外(wai)的(de)(de)(de)(de)大(da)同(tong)小異(yi),而夾具國(guo)(guo)外(wai)的(de)(de)(de)(de)、國(guo)(guo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)區(qu)別很大(da),不(bu)同(tong)公(gong)司(si)間也(ye)有(you)大(da)的(de)(de)(de)(de)區(qu)別。這(zhe)(zhe)主(zhu)(zhu)要取決于公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)整體水平(ping),設(she)計(ji)人員(yuan)的(de)(de)(de)(de)經驗(yan)的(de)(de)(de)(de)積累。國(guo)(guo)外(wai)的(de)(de)(de)(de)夾具,如(ru)INSTRON、MTS、ZWICK等公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)夾具一般做工(gong)細致,可(ke)(ke)靠性較高(gao)(gao),但價(jia)格較高(gao)(gao),處在(zai)高(gao)(gao)端市(shi)場,而國(guo)(guo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de),如(ru)SANS的(de)(de)(de)(de)夾具,由于涉足行業廣,在(zai)國(guo)(guo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)市(shi)場分額大(da),在(zai)一定(ding)(ding)程度上(shang)可(ke)(ke)以取代國(guo)(guo)外(wai)的(de)(de)(de)(de)夾具,處在(zai)中高(gao)(gao)端市(shi)場,但在(zai)一些(xie)新材料,特種(zhong)材料用(yong)夾具上(shang)國(guo)(guo)內(nei)(nei)與(yu)國(guo)(guo)外(wai)水平(ping)還(huan)有(you)一定(ding)(ding)差距。力大(da),隨試(shi)驗(yan)力增加。夾緊力隨之減(jian)小。
四、夾具適用性的判斷(duan)標準(zhun)
對(dui)夾具(ju)適(shi)用(yong)性的(de)判(pan)定(ding)很難界定(ding),由于夾具(ju)結(jie)構的(de)特殊性,對(dui)一種夾具(ju),有(you)(you)時我們很難確(que)定(ding)它(ta)到底更(geng)適(shi)合那種試(shi)樣(yang)(yang),但不(bu)能(neng)說沒有(you)(you)辦法,有(you)(you)以下幾點(dian)供參考:夾具(ju)是否(fou)使用(yong)方(fang)便、安全。夾持是否(fou)可靠,不(bu)能(neng)有(you)(you)打滑現象(xiang)。做試(shi)驗過程中,試(shi)樣(yang)(yang)斷點(dian)好。數據離散性小。(即試(shi)樣(yang)(yang)不(bu)斷鉗(qian)口(kou)、鉗(qian)口(kou)內、平行段(duan)或標距外(wai))。
五(wu)、夾具設計中存在(zai)的(de)難點
鋼絲、鋼絞線由(you)于(yu)試樣硬度高,內部結構相對松散,在拉伸試驗過程(cheng)中受(shou)力不(bu)均(jun)勻,夾(jia)持試樣的(de)鉗口(kou)易磨(mo)損等原因,夾(jia)具(ju)一(yi)直未得到好(hao)的(de)解決。大(da)試驗力、大(da)直徑的(de)尼龍繩,由(you)于(yu)變(bian)形過大(da),夾(jia)持困難,夾(jia)具(ju)的(de)設計也是一(yi)個難點(dian)。
由于試驗機(ji)夾(jia)(jia)具使用的(de)(de)特(te)殊性,以(yi)及(ji)新材料(liao)的(de)(de)不斷出現(xian),夾(jia)(jia)具的(de)(de)設計(ji)(ji)一直處在被動的(de)(de)局面,我們每天都會碰到新材料(liao),需要設計(ji)(ji)新的(de)(de)夾(jia)(jia)具,總結過去成功的(de)(de)經(jing)驗。