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)(you)加(jia)力(li)(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi):有(you)(you)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju);有(you)(you)力(li)(li)值顯(xian)示(shi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)和(he)記錄(lu)。可(ke)見夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)在試(shi)(shi)驗機(ji)中的(de)重要(yao),我們通過夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)持試(shi)(shi)樣(或(huo)產品(pin)),通過加(jia)力(li)(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),力(li)(li)值顯(xian)示(shi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)和(he)記錄(lu)來判(pan)斷材(cai)(cai)(cai)料(或(huo)成品(pin))是否合(he)格和(he)達到預定的(de)性能指標,沒(mei)有(you)(you)可(ke)靠的(de)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju),這些就無法(fa)判(pan)斷。夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)是試(shi)(shi)驗機(ji)中根據材(cai)(cai)(cai)料試(shi)(shi)樣變化而一(yi)個經常變化的(de)部分,不(bu)同的(de)材(cai)(cai)(cai)料需要(yao)不(bu)同的(de)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju),它是試(shi)(shi)驗能否順利進行(xing)及試(shi)(shi)驗結果準確度高(gao)低的(de)一(yi)個重要(yao)因素,合(he)理正確的(de)使用夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)有(you)(you)利于(yu)試(shi)(shi)驗順利的(de)進行(xing),隨著科學技術的(de)發展(zhan),各行(xing)各業對材(cai)(cai)(cai)料的(de)要(yao)求(qiu)越(yue)來越(yue)高(gao),致使新材(cai)(cai)(cai)料不(bu)斷的(de)出現,對夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)的(de)設(she)計提出了更高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)。夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)根據試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)不(bu)同,大致可(ke)分為: 拉伸類(lei)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)、壓(ya)縮(suo)類(lei)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)、彎曲類(lei)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)、剝離(li)類(lei)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)、剪切類(lei)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)等,其中拉伸類(lei)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)約占夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)具(ju)總量(liang)的(de)80%左(zuo)右。
二、夾具的基(ji)本性(xing)能
1.夾具對強度要求(qiu):
通過夾具(ju)(ju)(ju)夾持試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(或產品)對試(shi)(shi)(shi)樣(yang)進行加力,夾具(ju)(ju)(ju)所(suo)能承受的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗力的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小是夾具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)一個很(hen)重要的(de)(de)(de)(de)指標,它決定(ding)了(le)夾具(ju)(ju)(ju)結構的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小及夾具(ju)(ju)(ju)操作的(de)(de)(de)(de)勞動強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小,試(shi)(shi)(shi)樣(yang)材(cai)質(zhi)有金(jin)屬和(he)非(fei)金(jin)屬之(zhi)分(fen),形狀有大(da)(da)(da)小之(zhi)分(fen),材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)成分(fen)組成各種各樣(yang),試(shi)(shi)(shi)樣(yang)所(suo)能承受的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗力小到(dao)幾十厘(li)牛(如紡織用(yong)氨綸絲),大(da)(da)(da)到(dao)幾十噸(dun)如普(pu)通鋼材(cai)等國內最大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)電子式萬能試驗機試(shi)驗(yan)力(li)為600KN,0.5級機,試(shi)樣(yang)尺寸(cun)小到直徑φ0.006mm的(de)(de)金絲,大到直徑1m的(de)(de)PVC管材等(deng),這就(jiu)要(yao)求根據不(bu)同的(de)(de)試(shi)驗(yan)力(li)、試(shi)樣(yang)的(de)(de)形狀大小選(xuan)擇設計不(bu)同的(de)(de)夾(jia)具(ju)。
2. 對夾具材料(liao)的要求:
①. 對一般(ban)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)及非金(jin)(jin)屬(shu)試樣, 夾具的(de)鉗口直接與試樣接觸,一般(ban)都(dou)選用(yong)優質(zhi)合金(jin)(jin)結構(gou)鋼,合金(jin)(jin)高碳(tan)鋼或低碳(tan)合金(jin)(jin)鋼、冷作模具鋼等,通過(guo)適當的(de)熱處理工藝淬回火、滲碳(tan)淬火等增加其強度、耐磨性. 有時也(ye)在鉗口處鑲(xiang)裝(zhuang)特種鋼材,或在鉗口表(biao)面(mian)噴涂(tu)金(jin)(jin)鋼砂(sha)等。
②. 對一些(xie)小試驗力的夾(jia)具,與(yu)試樣接(jie)觸的表面(mian)(mian)采用(yong)粘軟質膠皮(pi)等(deng)(deng)。(例如:塑料薄(bo)膜、纖(xian)維絲等(deng)(deng)試樣的夾(jia)具夾(jia)持面(mian)(mian),)
③. 夾具體一般采用優質(zhi)中(zhong)碳鋼(gang)(gang)(gang)、合(he)(he)金(jin)結構鋼(gang)(gang)(gang),通過適(shi)當的熱處理工藝增加其力學性能。有時(shi)為(wei)了減(jian)輕重量也采用鋁合(he)(he)金(jin)等(deng)有色金(jin)屬(shu)及特種金(jin)屬(shu)。有時(shi)也采用鑄(zhu)造結構鑄(zhu)鋼(gang)(gang)(gang),鑄(zhu)鋁等(deng)。
3. 對夾具結構的要求:
夾(jia)具的設計主要依據(ju)(ju)材(cai)料(liao)的試(shi)驗(yan)(yan)標(biao)準(zhun)及試(shi)樣(特指成(cheng)(cheng)(cheng)品(pin)及半成(cheng)(cheng)(cheng)品(pin))的型狀及材(cai)質。以上所說(shuo)的試(shi)驗(yan)(yan)標(biao)準(zhun)是(shi)指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等(deng),還有(you)企業標(biao)準(zhun)、行業標(biao)準(zhun)等(deng),這(zhe)些標(biao)準(zhun)中一般都對(dui)試(shi)樣制樣及試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法都有(you)嚴格(ge)的規定,我們可以根據(ju)(ju)試(shi)樣及試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法的不(bu)(bu)同設計不(bu)(bu)同的夾(jia)具。對(dui)于(yu)特殊試(shi)樣(成(cheng)(cheng)(cheng)品(pin)及半成(cheng)(cheng)(cheng)品(pin)的)使用的夾(jia)具,主要根據(ju)(ju)試(shi)樣的型狀及材(cai)質設計夾(jia)具。
三、夾具的結構
夾(jia)(jia)(jia)具(ju)本身沒有(you)固定的(de)(de)(de)(de)結構(如(ru)金屬絲可(ke)采用(yong)纏繞方式(shi)夾(jia)(jia)(jia)緊(jin)(jin)(jin),也可(ke)采用(yong)兩個(ge)平板夾(jia)(jia)(jia)緊(jin)(jin)(jin),金屬薄板試樣(yang)可(ke)采用(yong)楔(xie)形夾(jia)(jia)(jia)緊(jin)(jin)(jin)方式(shi),也可(ke)采用(yong)對(dui)夾(jia)(jia)(jia)夾(jia)(jia)(jia)緊(jin)(jin)(jin)方式(shi)),這(zhe)和(he)主機有(you)明顯的(de)(de)(de)(de)區別(bie),主機國(guo)(guo)(guo)內、國(guo)(guo)(guo)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)大同(tong)小異,而夾(jia)(jia)(jia)具(ju)國(guo)(guo)(guo)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)、國(guo)(guo)(guo)內的(de)(de)(de)(de)區別(bie)很(hen)大,不同(tong)公司(si)間(jian)也有(you)大的(de)(de)(de)(de)區別(bie)。這(zhe)主要取決(jue)于(yu)公司(si)的(de)(de)(de)(de)整(zheng)體水平,設(she)計人員的(de)(de)(de)(de)經驗的(de)(de)(de)(de)積(ji)累。國(guo)(guo)(guo)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)具(ju),如(ru)INSTRON、MTS、ZWICK等(deng)公司(si)的(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)具(ju)一(yi)般(ban)做工細致,可(ke)靠性較(jiao)(jiao)高,但(dan)價(jia)格較(jiao)(jiao)高,處(chu)在(zai)(zai)高端市場,而國(guo)(guo)(guo)內的(de)(de)(de)(de),如(ru)SANS的(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)具(ju),由于(yu)涉足行(xing)業廣,在(zai)(zai)國(guo)(guo)(guo)內的(de)(de)(de)(de)市場分額大,在(zai)(zai)一(yi)定程度上可(ke)以取代國(guo)(guo)(guo)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)具(ju),處(chu)在(zai)(zai)中(zhong)高端市場,但(dan)在(zai)(zai)一(yi)些新材料,特(te)種材料用(yong)夾(jia)(jia)(jia)具(ju)上國(guo)(guo)(guo)內與國(guo)(guo)(guo)外(wai)(wai)水平還有(you)一(yi)定差距。力大,隨試驗力增加。夾(jia)(jia)(jia)緊(jin)(jin)(jin)力隨之減小。
四、夾具適用(yong)性的判斷標準
對夾具(ju)適(shi)用性的判定很難界定,由于夾具(ju)結構的特殊(shu)性,對一種(zhong)夾具(ju),有時我們很難確定它到底更適(shi)合那種(zhong)試樣,但不能說沒有辦法,有以下幾(ji)點供參考:夾具(ju)是(shi)否使用方便、安全。夾持是(shi)否可(ke)靠,不能有打(da)滑(hua)現象。做(zuo)試驗過程中,試樣斷(duan)點好。數據離散性小。(即(ji)試樣不斷(duan)鉗口(kou)、鉗口(kou)內、平行(xing)段(duan)或標距(ju)外)。
五(wu)、夾具設(she)計中存(cun)在的難點
鋼絲、鋼絞線由(you)于試(shi)樣硬(ying)度高,內部結(jie)構相對松(song)散,在拉伸試(shi)驗過程(cheng)中受(shou)力不均勻,夾持試(shi)樣的(de)鉗口易磨損等原因(yin),夾具一直未得(de)到好(hao)的(de)解決(jue)。大(da)試(shi)驗力、大(da)直徑的(de)尼龍繩(sheng),由(you)于變形過大(da),夾持困難(nan),夾具的(de)設計也是一個難(nan)點(dian)。
由于(yu)試(shi)驗機(ji)夾(jia)(jia)具(ju)使用(yong)的(de)特殊性,以及新(xin)(xin)材(cai)料的(de)不斷出現(xian),夾(jia)(jia)具(ju)的(de)設計(ji)一直處在被(bei)動的(de)局面,我(wo)們(men)每天都會碰(peng)到新(xin)(xin)材(cai)料,需要設計(ji)新(xin)(xin)的(de)夾(jia)(jia)具(ju),總(zong)結(jie)過(guo)去成(cheng)功的(de)經驗。