材料試驗(yàn)機(jī)主要用于金屬、橡膠、塑膠、電線電纜、端子、布匹等材料的物性測試。測試其拉伸、撕裂、剝離、抗壓、彎曲抗剪力、三點(diǎn)等抗折等物性測試性能。
那么對于橡膠材料來說,使用材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測量時(shí)有什么特殊的要求呢?首先我們需要了解的是橡膠的性能特點(diǎn),橡膠具有良好的彈性,廣泛的用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域,而拉伸性能是考驗(yàn)橡膠質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 528-1998《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》對檢測橡膠拉伸性能有明確規(guī)定,其中試樣主要以啞鈴狀試樣為主。下面小編在橡膠拉伸性能試驗(yàn)中對橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的功能要求,再結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)作簡要闡述。
①檢測橡膠試樣拉伸性能就是對拉伸過程橡膠試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線的研究,試驗(yàn)時(shí)按規(guī)定的速度來啟動(dòng)橡膠拉力試驗(yàn)機(jī),拉伸試樣并跟蹤試驗(yàn)的標(biāo)記,按要求記錄下列項(xiàng)目的幾項(xiàng)或全部。
1.斷裂強(qiáng)度--試樣斷裂時(shí)的力值;
2.定應(yīng)力伸長率--試樣拉伸至給定應(yīng)力時(shí)的伸長率;
3.屈服點(diǎn)伸長率--屈服點(diǎn)對應(yīng)的伸長率;
4.扯斷伸長率--試樣斷裂時(shí)的伸長率;
5.定伸應(yīng)力--試樣拉伸到給定伸長率時(shí)的力值;
6.屈服點(diǎn)拉伸應(yīng)力--屈服點(diǎn)對應(yīng)的力值;
7.拉伸強(qiáng)度--試樣拉伸至斷裂過程中出現(xiàn)的zui大力值。
②橡膠試驗(yàn)過程中需要跟蹤的數(shù)據(jù)有兩項(xiàng):拉力力值和標(biāo)距變化量。所以用于測試橡膠拉伸性能的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)必須滿足以下要求:
1、有足夠長的夾具移動(dòng)范圍。
——由于橡膠在拉伸時(shí)變形量很大,尤其是乳膠制品,伸長率有可能高達(dá)1000%以上。所以在橡膠試樣斷裂之前,必須保證夾持器有足夠的行程。橡膠標(biāo)準(zhǔn)厚度試樣(國標(biāo)1、2、4型啞鈴狀試樣的厚度為2.0±0.2mm,3型試樣的厚度為1.0±0.1mm)斷裂時(shí)的標(biāo)距一般都在1米以內(nèi);特殊厚度試樣,如醫(yī)用橡膠手套的試樣,斷裂時(shí)標(biāo)距有可能超過1米。所以夾具間移動(dòng)范圍一般在1米到1.5米之間,這樣可以適合各種橡膠試樣的拉伸試驗(yàn)。
2、有足夠精度的拉力測量和記錄裝置。
——橡膠拉伸不需要很大的力,拉力測量范圍不需要很大,但卻有一定的精度要求,一般精度為0.01N.此外,由于檢測橡膠拉伸性能需要拉伸過程中的數(shù)個(gè)拉力值,而拉伸試驗(yàn)又不可重復(fù),所以即時(shí)準(zhǔn)確記錄每個(gè)試驗(yàn)段的拉力力值對于試驗(yàn)成敗起著非常重要的作用。裝有高精度負(fù)荷傳感器的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)可以記錄實(shí)時(shí)的拉力值,并通過電腦程序進(jìn)行處理,以滿足橡膠拉伸試驗(yàn)的要求。
3、標(biāo)距的測量方式
——橡膠的標(biāo)距測量是拉伸試驗(yàn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),直接影響到試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。目前標(biāo)距測量方法主要有兩種:手動(dòng)測量和自動(dòng)測量。
【手動(dòng)測量方法】-手動(dòng)測量就是在夾持器移動(dòng)桿邊豎直設(shè)置一根標(biāo)尺和兩根可在豎直方向上移動(dòng)的水平標(biāo)距桿,拉伸試驗(yàn)時(shí),靠目力觀察試樣上標(biāo)距的變化,手動(dòng)控制兩根標(biāo)距桿,使之與試樣上的標(biāo)距同步,同時(shí)記錄標(biāo)距桿在標(biāo)尺上的移動(dòng)距離。但是手動(dòng)測量方法測量出的數(shù)值誤差比較大。
1、目力觀察試樣標(biāo)距會(huì)引起一定的偏差;
2、靠手動(dòng)移動(dòng)標(biāo)距桿始終無法準(zhǔn)確跟蹤試樣標(biāo)距變化;
3、試驗(yàn)人員一邊移動(dòng)標(biāo)距桿,一邊很難記錄標(biāo)距值,更無法在試驗(yàn)結(jié)束后準(zhǔn)確描述應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
【自動(dòng)測量】-相比較手動(dòng)測量方法而言,自動(dòng)測量標(biāo)距更有利于對橡膠拉伸性能的檢測。目前市場上橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)標(biāo)距測量裝置大多采用接觸式傳感器即時(shí)測量標(biāo)距的變化,傳感器移動(dòng)裝置的安裝位置又主要分為安裝在夾持器和試樣上兩種位置。
因?yàn)橄鹉z的彈性變形比較大,夾持器的移動(dòng)距離和試樣標(biāo)距的變化值有很大的差距,所以安裝在夾持器上的標(biāo)距傳感器比較適合檢測彈性變形非常小(如金屬材料)試樣的拉伸性能,而不能用于檢測橡膠拉伸性能。這就導(dǎo)致了將移動(dòng)裝置安裝在夾持器的傳感器具有一定的局限性。而采取接觸式標(biāo)距測量方式對試樣拉伸試驗(yàn)又會(huì)產(chǎn)生很大的影響,具體原因有兩點(diǎn):
1、接觸試樣的標(biāo)距桿的自重會(huì)將試樣向下扯,影響拉力測量;
2、標(biāo)距桿的夾持對被夾持部位的拉伸有一定的影響,使其不能自由拉伸。
綜合各方面的因素,手動(dòng)測量方法操作難度較大,所以建議客戶使用自動(dòng)測量方法測試。這樣可以減少測量結(jié)果的數(shù)值更接近實(shí)際數(shù)值。