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| 電子萬(wàn)能試驗機的探索之路 |
現今世界經(jīng)濟潮流，已從過(guò)去地域性的經(jīng)濟模式而走向全球性的經(jīng)濟貿易。無(wú)論是地域性市場(chǎng)或進(jìn)軍全球市場(chǎng)，高質(zhì)量的表現是不容諱言的。而振動(dòng)測試更協(xié)助您產(chǎn)品躍入高質(zhì)量行列中不可缺乏的利器。產(chǎn)品達到用戶(hù)手中，在此過(guò)程中將有不同狀態(tài)之振動(dòng)產(chǎn)生，造成產(chǎn)品不同程度的損壞。而對于產(chǎn)品有任何損壞都不是廠(chǎng)商及客戶(hù)所愿意見(jiàn)到的，然而運送過(guò)程所發(fā)生的振動(dòng)卻是難以避免，若一味的提高包裝成本，必將帶來(lái)嚴重而不必要的浪費，反之脆弱的包裝卻造成產(chǎn)品的高成本，并喪失了產(chǎn)品形象及市場(chǎng)，這些都不是我們所愿見(jiàn)到的。
振動(dòng)測試約在四、五十年前開(kāi)始萌芽，理論建立時(shí)，并無(wú)助于人們想念它的重要性，直到二次大戰時(shí)，許多的飛行器、艦艇、車(chē)輛及器材在使用后，意外的發(fā)現機件失靈的比例相當高，經(jīng)研究的結果發(fā)現，大都由于其結構無(wú)法隨其本身所產(chǎn)生的長(cháng)時(shí)間共振，或搭載物品承受運送共振所引用起之，組件松脫、崩裂、而致機件失靈其甚而造成巨大損失。當這項結果公布后，振動(dòng)測試才受到各界重視，紛紛投入大筆經(jīng)費、人力去研究。爾后，振動(dòng)量測分析以及模擬分析的近代理論建立后，對振動(dòng)測試的方法及邏輯進(jìn)行不斷改進(jìn)。尤其現今貨物的流通頻繁，使振動(dòng)的測試更顯為重要。 然后振動(dòng)測試的目的，是在于實(shí)驗中作一連串可控制的振動(dòng)模擬，測試產(chǎn)品在壽命周期中，是否能承受運送或振動(dòng)環(huán)境因素的考驗，也能確定產(chǎn)品設計及功能的要求標準。據統計的數據顯示提升3%的設計水平，將增加20%的回收及減少18%的各項不必要支出。振動(dòng)模擬依據不同的目的也有不同的方法如共振搜錄、共振駐留、循環(huán)掃描、隨機振動(dòng)及應力篩檢等，而振動(dòng)的效應計有：一、結構的強度二、結合物的松脫三 保護材料的磨損。四、零組件的破損。五、電子組件之接觸不良。六、電路短路及斷續不穩。七、各件之標準值偏移。八、提早將不良件篩檢出。九、找尋零件、結構、包裝與運送過(guò)程間之共振關(guān)系，改良其共振因素。而振動(dòng)測試的程序，須評估訂定試驗規格，夾具設計之真實(shí)性，測試過(guò)程中之功能檢查及最后試件之評估、檢討和建議。
振動(dòng)測試的要求在于確認產(chǎn)品的可靠度以及提前將不良品在出廠(chǎng)前篩檢出，并評估其不良品的失效分析以期成為一個(gè)高水平、高信賴(lài)度的產(chǎn)品。
如今越來(lái)越多的塑料加工企業(yè)都在購買(mǎi)所謂的萬(wàn)能試驗機“萬(wàn)能”試驗機，利用它來(lái)進(jìn)行拉伸、彎曲、壓縮和剪切試驗，以對材料進(jìn)行性能評價(jià)、應用開(kāi)發(fā)研究以及質(zhì)量控制。發(fā)達的電子學(xué)改進(jìn)了這些設備的性能，使之更加易于操作，價(jià)格也越來(lái)越低。
萬(wàn)能試驗機通過(guò)不同速度級別的調節，對塑料材料樣條進(jìn)行拉伸、彎曲、壓縮或牽引，這是塑料混配實(shí)驗室中最普通的設備。在混配料的制備過(guò)程中，利用測試材料能夠判斷材料是否適用于某些特定的加工應用或終端應用。還可以用于產(chǎn)品的質(zhì)量控制，以確保產(chǎn)品質(zhì)量各個(gè)批次之間的一致性。
試驗機包括一個(gè)或多個(gè)垂直承載的立柱，立柱上安裝一個(gè)固定的水平基座，頂部還有一個(gè)可移動(dòng)的水平十字頭（十字橫梁）。萬(wàn)能試驗機，立柱上通常還有滾珠絲杠用以固定可移動(dòng)的十字頭。萬(wàn)能試驗機的大小用框架的最大承載水平和測量載荷/拉力的測力計來(lái)共同表征。測力計附在依靠電動(dòng)馬達或液壓裝置驅動(dòng)的可移動(dòng)的十字頭上。帶夾具的系列測力計測量力的大小，可以通過(guò)數字顯示器或PC機顯示結果。很多萬(wàn)能試驗機具有可互換的測力計，因此可以與所測試的不同材料匹配。靜態(tài)試驗利用標準的電子萬(wàn)能試驗機來(lái)進(jìn)行，通常加載速度范圍為0.001~20 in./min（1in.=2.54cm）。動(dòng)態(tài)試驗或循環(huán)試驗如裂紋增長(cháng)和疲勞試驗通常利用液壓伺服系統萬(wàn)能試驗機來(lái)進(jìn)行，時(shí)間較長(cháng)，載荷較低。
利用萬(wàn)能試驗機所測試的最常見(jiàn)的項目是拉伸強度和拉伸模量、彎曲強度和模量。按照ASTM D 638和ISO 527進(jìn)行拉伸試驗時(shí)，樣條的兩端都有夾具夾緊，一個(gè)夾具是靜止的，另一個(gè)固定在十字頭上，背離固定夾具移動(dòng)，牽引樣條直至樣條出現斷裂，斷裂時(shí)十字頭會(huì )自動(dòng)停止。彎曲試驗時(shí)（ASTM D790 、D6272以及ISO178），樣條被放在試驗機固定機床的兩個(gè)支座上。這個(gè)試驗中，十字頭移動(dòng)的方向與拉伸試驗中移動(dòng)方向相反，向一個(gè)沒(méi)有支撐的中心推動(dòng)而不是牽引樣條，直至樣條彎曲甚至斷裂。因為多數熱塑性塑料材料不會(huì )在這個(gè)試驗中斷裂，所以不可能計算斷裂彎曲強度。因而，標準的試驗方法要求計算應變?yōu)?%時(shí)的彎曲應力。 常用的電子萬(wàn)能試驗機的容量為100～135000 lb。尺寸越大，成本越高。一般來(lái)說(shuō)，立式設備的體積更小也更易于操作，并且還能借助于樣品自身的重力，使棘手的樣品如薄膜也能同較重的注塑部件一樣易于操控。單立柱萬(wàn)能試驗機的力程較低，價(jià)格也較低，結構容量一般為1000 lb。門(mén)式的萬(wàn)能試驗機的結構容量可達1000~135000 lb。測力計也以某一最大的適用于萬(wàn)能試驗機結構和樣品的力值為分類(lèi)依據。例如，一個(gè)100 lb的測力計安裝在1000 lb的?？蚶?，可以提供100 lb的試驗載荷。測力計的容量不應超過(guò)樣品預測斷裂載荷太多，否則會(huì )影響試驗結果的精確性。
與靜態(tài)測試所用的電子萬(wàn)能試驗機不同，液壓伺服萬(wàn)能試驗機可以進(jìn)動(dòng)態(tài)測試以及疲勞試驗。這樣必須反復施加應力，進(jìn)行加載-釋放的循環(huán)。例如，疲勞裂紋增長(cháng)試驗，用戶(hù)期望了解待測材料經(jīng)過(guò)多少次循環(huán)會(huì )斷裂。動(dòng)態(tài)測試萬(wàn)能試驗機所需的應力比電子萬(wàn)能試驗機靜態(tài)試驗中所需的應力要小。液壓伺服系統試驗機的框架容量從100 lb到數噸不等，價(jià)格通常為電子力學(xué)試驗機的2~3倍?；居糜诮饘俨牧系钠谠囼?，但是在汽車(chē)塑料、航天塑料、生物醫藥塑料以及電子元件用塑料等方面的應用也越來(lái)越廣泛，因為這些領(lǐng)域里需要耐疲勞性好的結構部件。 |
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