选购拉伸测试夹具之前需要了解的5件事

介绍

我们在材料测试行业的多年表明了为测试机配备正确的夹具和夹具的重要性,因为如果使用正确的夹具或夹具,机器只能满负荷使用。有了所有可用选项,为您的测试应用选择合适的附件可能比您想象的更复杂。

握把和固定装置主要按两个重要因素分类:它们将用于的测试类型及其容量。重要的是避免夹具过载,因为这不仅会损坏夹具,还会损坏称重传感器和机架。本文将重点介绍用于拉伸测试的夹具,并指导您完成确定正确拉伸夹具的步骤,以便进行测试。

握把遇到的常见问题

万能试验机夹具经历的三个最常见的问题是

  • 标本从抓握面滑落

  • 样品在夹具面处断裂

  • 由于其非标准形状或尺寸,无法牢固地抓住样品

标本滑点

样品滑移可能不仅是因为样品的材料特性,而且还是由于与所选夹具相关的各种原因:

  • 夹紧力不足以抓住样品

    • 为了获得更高的夹紧力,我们建议切换到气动夹具。几乎每个ADMET手柄都配有手动和气动夹紧机构。

  • 夹爪面的表面区域可能没有覆盖足够大的表面区域来保持样品

    • 最拉伸试验标准建议夹持至少四分之三个试样表面面积,以确保将试样握紧并准备经受拉伸试验。ADMET夹爪有各种尺寸可供选择。

  • 钳口表面可能不是您的样品材料的正确类型

    • 为了选择最合适的钳口,请与我们的销售工程师讨论样品的具体情况和测试应用。

样品在夹具面处断裂

某些标本可能不会从夹具上滑落,而是在夹紧面处向右突破。在测试过程中观察样品的行为并注意样品如何破裂是很重要的。如果断裂位于钳口面的线上,则记录的断裂强度将不能准确地表示实际的断裂强度。有几种方法可以处理样品破损:

  • 如果使用手动虎钳夹具,请务必检查样品上的手动夹紧力是否过高。

  • 如果使用气动夹具,则调整测试压力以找到理想的夹紧力,该夹紧力足以避免滑动但不会过度并导致夹具面处的试样断裂。

  • 夹具上试样断裂的另一个原因可能是由于锯齿状锯齿的锯齿损坏了试样。在这种情况下,我们建议切换到另一种钳口类型或使用定制的锯齿状钳口组。

  • 如果手动虎钳或气动夹具解决方案不起作用,我们建议使用不同设计的夹具,如织带或偏心滚轮夹具。这些夹具的设计使得样品和方形夹爪之间没有接触。

难以测试的尺寸/形状的样品

如果您的样品太大或太小并且具有非标准形状,几乎不可能想象找到正确的夹具怎么办?如果您对测试最终产品感兴趣,而不仅仅是最终产品的材料,这也可能是一个问题。大多数情况下,该解决方案正在研究非标准夹具,这些夹具并非总是列在产品目录中,或者具有针对您的测试需求而设计的定制夹具。

一个例子是用于固定针的固定装置。我们的工程师提出的快速解决方案是Luer锁定到适配器夹具,如右图所示。

购买拉伸测试夹具之前需要了解的五件事

考虑到这些项目,您可以通过了解为您的应用选择合适夹具的五个关键因素来避免拉伸夹具的最常见问题。

项目#1 - 不同类型的夹具设计

拉伸测试夹具包括手动夹钳,气动夹具,楔形夹具,液压夹具,绳索和螺纹夹具,织带夹具,夹紧和自紧夹具。选择最合适的拉伸夹具以有效固定样品对于获得拉伸性能的准确测量至关重要。

最常见的拉伸夹具是虎钳夹具。ADMET提供带有一个或两个T形手柄的虎钳夹具。


图1 - 手动虎钳握把图

图2 - 使用楔形夹具对中的样品

由于其设计的规格,某些拉伸夹具可以限于特定容量或限于夹爪的开口宽度。例如,手动虎钳夹具最高可达50kN。气动夹具可以测试高达30kN的样品,但随着容量的增加,夹爪的开口宽度会减小。较高容量的样品(如金属)通常使用楔形夹具进行测试。楔形夹具通常与ASTM E8金属测试一起使用,并带有可选的对齐工具,以确保所施加载荷的轴向性。

绳索,螺纹,绞盘和织带夹具配有定制设计,专门测试某些材料,如绳索,线,带和纱线。


图3 - 剪刀夹具

图4 - 钩子夹子

剪式夹具具有宽开口宽度和宽夹爪,因此可用于具有非标准形状的样品,例如塑料带。

钩形夹具,环形测试夹具和O形圈拉伸测试夹具是非标准解决方案的示例,可以为您的材料提供更好的选择。

图5 - O形环拉伸夹具

项目#2 - 握把面(下颚)

通过改变抓握面类型,可以使用相同的抓握来测试各种样品。在不知道样品材料的规格的情况下难以推荐抓握面。某些ASTM标准将包括推荐的抓握面,但大多数将由操作员根据样本材料的特性和尺寸决定。

握脸描述
空白握面


空白

空白,光滑的钳口是钢面钳口表面,没有任何涂层。它们通常与薄膜和箔一起使用。
橡胶握面


橡胶

橡胶钳口有橡胶涂层,推荐用于生物材料和纸样品。
锯齿握面


锯齿/金字塔

锯齿形或金字塔形夹爪是带金字塔表面的镀镍钳口。它们被推荐用于ASTM D412橡胶测试,ASTM D638塑料测试和ASTM E8金属测试。
钻石握脸


钻石

金刚石颚表面由于其合成金刚石涂层而类似于砂纸表面。
波握脸


波形钳口通常与柔性材料一起使用,这些材料固定在5mm波之间。
v-jaw握把面


V-大白鲨

V形钳口与圆形样品一起使用。在做出最终决定之前,请务必检查每个V形钳口的直径规格。此外,V形钳口可能并不总是最适合中空管样品。如果通过它们插入销,则可以用扁平钳口测试管样品。
线接触式握把面


线路联系

线接触钳口采用光滑的镀镍表面,在钳口中间有3mm线。线夹可为塑料薄膜和薄板材料提供更好的抓握力。

ADMET还为上述所有颚表面类型提供快速更换系统。对以更快的方式从一种钳口类型更换为另一种钳口类型感兴趣的用户可以使用具有快速更换载体的钳口。

快速更换夹具面进行拉伸测试

图9 - 快速更换夹具面

项目#3 - 握力

拉伸夹具用于获得样品拉伸性能的结果,如拉伸强度,峰值载荷,伸长率,拉伸模量和屈服。

不同材料显示不同的材料特性。在选择夹具之前,请确保您对测试样品所需的最大力量有信心。

  • 液压夹具是最高容量的夹具,可以达到3,000kN的容量。

  • 楔形夹具也适用于需要高容量的材料,如金属和复合材料,最高可达500kN。

  • 手动虎钳夹具是多功能拉伸夹具,最高可达50kN。

  • 气动夹具与橡胶和塑料样品一起使用,因为它们只能达到30kN。

  • 夹紧夹具与低容量样品一起使用,例如电子元件和生物材料。夹紧夹具可达到的最大力为2kN。

  • 织带抓地力范围从5kN到200kN。随着织带手柄的容量增加,卷筒直径和容纳的样品宽度也增加。

  • 绳索夹具最高可达50kN。

  • 螺纹夹具通常与电线,电线,纱线和渔网一起使用,容量从200N到5kN。

项目#4 - 标本材料和几何形状及其影响

最终产品,更常见的是具有不同特性的内部组件材料,可以使用万能试验机测试拉伸性能。在拉伸中测试的常见材料包括粘合剂,生物材料,复合材料,塑料和弹性体,金属,纸张和纺织品。

首先准备每种材料以在特定几何形状中进行测试,该几何形状通常在测试标准中概述。常见的试样几何形状包括扁平狗骨或圆柱形几何形状,例如管和条。

样品制备可以通过机械加工或模切来完成。ADMET 提供符合特定测试标准的模具。样品制备很重要,通常是特定的。一个例子是ASTM D638,它描述了需要根据待测材料的特性选择的五种不同的试样尺寸。

ASTM D638拉伸试验模具规格

图10 - ASTM D638模具规格

通常,金属,复合材料和某些塑料等硬质试样难以正确固定,因为过早断裂和滑动是常见的。因此,建议使用高夹紧力的夹具,例如液压夹具和楔形夹具。相反,橡胶和弹性体更容易保持在各种手柄设计中,例如手动虎钳夹具,气动夹具,楔形夹具或偏心辊设计。最常见且易于使用的夹具是手动虎钳或气动夹具,带有橡胶涂层或锯齿状夹爪面。

图6 - ASTM C297定制测试夹具

除了规定测试方法之外,某些测试标准还规定了一种夹具设计,专门用于符合该标准的测试。根据特定标准设计的拉伸夹具的实例包括ASTM C297,ASTM D1414和ASTM D3039。

项目#5 - 调整/安装夹具到测试机器

图7- 用于安装夹具的公头端适配器

列表中的最后一项是将测试机上的夹具连接起来。由于夹具未连接到万能试验机的电子元件,因此它们可以与任何品牌和型号一起使用。ADMET拉伸测试夹具通常使用适配器安装在Instron,MTS和Tinius Olsen框架上。