Испытание на растяжение: захватывающая история

Испытание на растяжение — это лишь один, хотя и важный, метод измерения качества физических свойств, реализуемый универсальной испытательной машиной. Машина подходящего размера с достаточной грузоподъемностью и современным программным обеспечением позволяет проводить испытания в любой отрасли — при наличии подходящих захватов. Источник всех изображений: Mecmesin, компания PPT Group.

Физические испытания — один из важнейших этапов на пути любого продукта от производителя к покупателю. Фактически, это может происходить на нескольких этапах, от цикла проектирования и разработки до производственных процессов. Для каждого бизнеса подходящий характер тестирования будет разным. То, что определяет пригодность для использования, зависит от роли продукта в обслуживании и от того, соответствует ли в некоторых секторах отраслевым нормам. Проще говоря, функциональные характеристики оцениваются путем приложения нагрузки к испытуемому образцу и измерения значения, при котором происходит что-то существенное.

Эта нагрузка может представлять собой силу или крутящий момент, приложенные для того, чтобы что-то разъединить, сдвинуть вместе или повернуть в любом направлении. Испытание на растяжение является наиболее важным моментом: использование универсальной испытательной машины (UTM) для приложения осевой силы для растяжения или разрыва образца. Точное нагружение облегчается за счет того, как захватывается испытуемый образец и как с ним взаимодействует осевая сила. Крепежные приспособления, установленные на испытательной раме, контролируют это взаимодействие и обеспечивают точную необходимую нагрузку.

Мозес Да Роша, менеджер по продуктам и приложениям PPT Group, объясняет тенденции универсального тестирования.

Слушайте больше качественных подкастов.

Сжатие часто скрепляет детали, поэтому закрепить образец несколько проще. Захват объектов, которые вы разбираете, надежно, без проскальзывания и таким образом, чтобы не сломать их в точке соприкосновения, что создает дополнительную нагрузку, представляет собой более сложную задачу. При испытании на растяжение крепление включает в себя верхний компонент, прикрепленный к движущейся «поперечине» рамы, чтобы не только удерживать образец, но и выполнять натяжение. Следует учитывать вес верхней рукоятки, поскольку она будет оказывать гравитационную нагрузку на тензодатчик. Нижний захват удерживает другую часть испытуемого образца — в некоторых случаях противоположный конец одного компонента, в других — другую часть сборки.

Широкое распространение имеют два основных типа испытаний на растяжение; Достаточно ли прочен испытуемый образец, чтобы противостоять разрушению, или его легко безопасно и эффективно использовать?

Для разрушающих испытаний оборудование должно обеспечивать разрушение испытуемого образца в интересующей точке, а не в точке(ах), где он удерживается.

Измерение предельной прочности на разрыв (UTS), ударной вязкости и сопротивления разрыву являются общими целями разрушающих испытаний. Эти пиковые значения полезны в среде контроля качества (QC) (выполняется на месте производства) и в цикле исследований и разработок/NPD для проверки функциональных характеристик, особенно в критически важных с точки зрения безопасности продуктах, которые могут быть спроектированы так, чтобы выдерживать растягивающие нагрузки в процессе эксплуатации. .

Жизненно важно проверить, что что-то не сломается, но также важно проверить, что оно будет работать так, как задумано. Продукты, попадающие в руки покупателя, должны работать эффективно и эргономично. Это часто означает, что низкая сила идеальна, поскольку предполагаемыми пользователями могут быть дети, пожилые люди или немощные. Обычно целью является допустимый диапазон значений; ниже которого продукт может работать небезопасно или случайно, а выше которого пользователь вообще не сможет им управлять. Кроме того, больше информации, чем простое пиковое значение, будет указывать на дальнейшие уровни качества, воспринимаемые пользователем.

Тактильные характеристики, такие как ощущение, сопротивление и положительная обратная связь, можно оценить количественно с помощью графических результатов, предоставляемых программным обеспечением системы испытаний на растяжение. Характеристики кривой силы — плавная, постоянная, возрастающая и нисходящая — можно соотнести с целевыми показателями качества.

Мы видели несколько широко применяемых испытаний на растяжение в обширной области инженерных физических изделий, которые рассчитаны на длительный срок службы и просты в использовании. UTM (в конфигурации для испытаний на растяжение) также можно использовать для проведения важных испытаний качества в качестве научного инструмента в других различных отраслях. Технологам пищевой промышленности постоянно приходится разрабатывать продукты, которые действительно портятся, и то, каким образом это происходит, иногда является единственным наиболее важным фактором приемлемости качества. Сенсорный параметр «ощущение во рту» определяет, как пища ощущается во рту при надкусывании или жевании. Такие понятия о текстуре, как «нежный», «хрустящий», «спелый» и «свежий», относятся к механическим свойствам продукта, который, по сути, является материалом и может быть проверен таким же образом. Во многих тестах на текстуру используются приспособления для сжатия (при кусании пища сжимается для раздавливания или нарезки), но метод испытания на растяжение также имеет прямое значение не только для вкусовых ощущений, но и для воспроизведения того, как он ведет себя во время обработки, приготовления и упаковки.