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【干貨】硬件+軟件,如何準(zhǔn)確進(jìn)行材料壓縮測(cè)試?

更新時(shí)間:2024-05-20點(diǎn)擊次數(shù):1117

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壓縮測(cè)試作為一種常見(jiàn)而有效的測(cè)試方法,在評(píng)估材料力學(xué)性能方面發(fā)揮著不可替代的作用。通過(guò)施加逐步增加的壓縮載荷,壓縮測(cè)試能夠測(cè)試材料的承載能力、變形特性以及穩(wěn)定性,為工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造提供參考。


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正確的壓縮測(cè)試需要考慮硬件軟件兩方面的因素。


硬件方面,選擇壓縮工裝時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素:


適用性

不同的試樣類型可能需要不同類型的壓縮工裝,因此應(yīng)當(dāng)確保所選工裝適用于待測(cè)樣品的尺寸和材料特性等。


例如,選擇壓盤(pán)時(shí)需要考慮測(cè)試樣的尺寸大小和硬度等,對(duì)硬質(zhì)脆性材料推薦選擇帶球面偏轉(zhuǎn)的上壓盤(pán);對(duì)于復(fù)合材料等對(duì)中要求較高的材料,則需要特殊定制的工裝。


準(zhǔn)確性

選擇能夠提供所需精度和準(zhǔn)確性的工裝,以確保測(cè)試過(guò)程中的一致性。


比如帶同心環(huán)的壓盤(pán),可以更輕松地實(shí)現(xiàn)試樣體居中,保證試樣受力均勻;壓盤(pán)需要鎖緊螺母以減少安裝間隙。


對(duì)于試樣應(yīng)變有高要求的壓縮測(cè)試,壓盤(pán)側(cè)面可安裝位移傳感器直接測(cè)量?jī)蓚€(gè)壓盤(pán)之間的位移,避免了加載鏈柔度的影響。


耐用性

為了確保長(zhǎng)期穩(wěn)定的性能和可靠性,通常壓盤(pán)表面需經(jīng)過(guò)硬化處理以提高耐磨性,也有利于測(cè)試過(guò)程中實(shí)現(xiàn)壓縮載荷的均勻分布。


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壓縮工裝


軟件方面,用戶在設(shè)置時(shí)需要理解 Bluehill 軟件針對(duì)壓縮測(cè)試的參數(shù)設(shè)定。


Bluehill 軟件以測(cè)試過(guò)程中兩個(gè)壓盤(pán)之間的距離(夾具分離)作為試樣的實(shí)時(shí)高度。因此在安裝完壓盤(pán)后,需在夾具分離中輸入此時(shí)壓盤(pán)之間實(shí)際的距離,并將位移調(diào)整為0。


之后不論測(cè)試前壓盤(pán)的位置在哪,軟件都會(huì)自動(dòng)計(jì)算當(dāng)前壓盤(pán)之間的距離,并以該距離作為試樣高度。若測(cè)試前設(shè)置了預(yù)加載,則在達(dá)到預(yù)載力時(shí)的壓盤(pán)間距作為試樣高度。


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壓縮測(cè)試的結(jié)果準(zhǔn)確性來(lái)自于對(duì)材料本身原始數(shù)據(jù)的精確測(cè)量,包括載荷和壓縮應(yīng)變,其中針對(duì)壓縮變形的測(cè)量尤其需要引起重視,因?yàn)椴煌瑒傂缘牟牧厢槍?duì)不同的測(cè)試要求需要壓縮應(yīng)變的準(zhǔn)確性需求大相徑庭,為此根據(jù)不同壓縮測(cè)試需要在 Bluehill 軟件設(shè)置三種不同準(zhǔn)確程度的壓縮應(yīng)變。


基于橫梁位移的壓縮應(yīng)變


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此方法未消除加載鏈的變形,適用于發(fā)泡材料等軟質(zhì)材料的大變形量壓縮測(cè)試。在方法的測(cè)量選項(xiàng)選擇位移作為壓縮應(yīng)變的基本源。


壓盤(pán)接觸試樣后,開(kāi)始記錄的位移才是壓縮位移,因此需要設(shè)置接觸力(預(yù)加載),并且設(shè)置預(yù)載后“壓縮應(yīng)變(位移)"自動(dòng)調(diào)零。


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基于加載鏈柔量修正的壓縮應(yīng)變


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此方法先測(cè)試加載條件下加載鏈的變形,然后在測(cè)試過(guò)程中扣除加載鏈的變形影響得到精確的變形量,適用于塑料等材料的壓縮測(cè)試。


一般先使用壓盤(pán)直接對(duì)壓,采集壓縮過(guò)程的載荷和位移數(shù)據(jù)并保存為樣品文件。接著在方法的測(cè)量選項(xiàng)中的虛擬測(cè)量里選擇“糾正位移",并在“柔度文件"中導(dǎo)入壓盤(pán)對(duì)壓的樣品文件,然后壓縮應(yīng)變中選擇糾正位移作為壓縮應(yīng)變的基本源。


當(dāng)壓縮實(shí)際試樣時(shí),系統(tǒng)會(huì)查看柔度文件以找到給定載荷數(shù)據(jù)點(diǎn)的加載鏈變形量,然后從給定載荷數(shù)據(jù)點(diǎn)處的橫梁位移中減去該變形量,從而得到試樣自身的壓縮變形量。


基于位移傳感器的壓縮應(yīng)變


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這種方式可以直接精確測(cè)量壓盤(pán)間的位移變化,避免加載鏈柔度帶來(lái)的影響,適用于模量測(cè)試等高精度應(yīng)變測(cè)量需求。根據(jù)不同應(yīng)用可以使用若干個(gè)位移傳感器進(jìn)行測(cè)量,只需事先在 Bluehill 方法-測(cè)量中定義好實(shí)際使用的測(cè)量應(yīng)變的裝置,在壓縮應(yīng)變的基本源選擇該裝置即可。




以上便是壓縮測(cè)試過(guò)程中的幾點(diǎn)重要考慮因素,您有哪些關(guān)于壓縮測(cè)試的問(wèn)題或經(jīng)驗(yàn)分享,歡迎在文末留言共同交流!

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