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超薄材料如何實現壓縮測試

更新時間:2023-08-18      點擊次數:1298
  橡塑材料應用于某些密封等環境,樣品的厚度在1~2mm之間,裝配后厚度約原值的20%,為滿足密封要求,此類材料會有回彈特性。這類超薄材料測試時需要做超薄壓縮和低頻疲勞,進而為研發和質控提供詳細的數據。
 
  試驗機實現超薄樣品壓縮,可采用外接位移傳感器或利用儀器自身控制算法實現。外接位移傳感器原理為,傳感器與測試輔具接觸,感知樣品變形量,模擬量輸出,通過模數轉換接入儀器信號板,因變形量較小(厚度從1mm至0.2mm),對信號干擾及標定計算要求嚴格,實施方案成本很高。本文簡要介紹如何通過儀器自身參數設計及算法實現該測試。
 
  ● 試驗機位移誤差原因分析
 
  試驗機測試樣品強度時,橫梁上下移動,橫梁移動可做為正常測試時樣品變形量,當樣品長度變化非常小,一般不做為精確定量。試驗機橫梁位置與樣品長度產生差值主要有以下幾點:
 
  1)儀器框架變形--試驗機測試樣品時,框架會產生變形,儀器制作時可采用材料應力退火工藝及超范圍設計。
 
  2)輔具間隙變形--試驗機測試樣品時,拉壓輔具銷釘及緊固件會產生變形,一般可通過設定限位或扭矩扳手安裝。
 
  3)測力傳感器原理--力值傳感器內部為一組應變片,當力值變化時,應變片產生變形量,經過轉換模塊,將變形量轉化力值。這個微小變化,計算到樣品長度變化中。
 
  ● 壓縮測試(帶補償算法)
 
  1)補償算法
 
  為消除試驗機測試誤差,可采用逐點標定方式,解決試驗機橫梁位移與樣品長度變化的差異。先設定力值范圍(如5Kn),再將5Kn內所有點的位移差值標定,形成一組標定值,在實際測試時將標定值逐點補償給橫梁位移,這樣橫梁位移可做為樣品長度變化值。補償算法對數據采樣率、力值精度、位移精度均有要求,儀器控制采用開環方式不宜采用該算法。
 
  2)壓縮測試
 
  壓縮測試前,上下壓盤的水平面及安裝方式要注意,必須要保證兩面接觸時誤差足夠下,可采用超薄塞尺方式校驗。測試曲線如下:
 
● 低頻疲勞(壓縮保持)
 
  密封件長時間工作后,緊固件會松動,此時密封件的回彈性可確保密封效果,為模擬實際工況,可做10次設定負載值的壓縮保持,流程為壓縮--保持--復位--等待--再次壓縮,可自行設定每次測試的壓縮值、保持時間、復位力值、等待時間,自動紀錄壓縮前后的樣品厚度。從負載變化及樣品厚度變化,結合生產工藝,做優加工參數設計。
 
  靜態試驗機做長時間低頻疲勞,會造成機械部位損傷。疲勞測試推薦使用動態試驗機,可做更高頻率的測試,結合S/N參數設置,可更高效快捷完成樣品測試,確認應力應變數據,為研發質控提供詳實的數據。
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