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Instron 6800系列通用测试系统

图1。Instron 6800系列通用测试系统,具有环境室,用于在非环境温度下测试复合材料。照片信用:Instron

第1部分第2部分在该系列上进行复合材料测试,我涵盖了目前可用于复合材料的标准化机械测试的类型和最近的应变测量的发展。在本系列的最终安装中,我将讨论推荐的系统要求,可以帮助您准确和高效地测试这些材料。

复合材料测试系统

在配置用于测试复合材料的系统时,需要考虑几个因素(图1)。首先,需要按照适当的标准和审计要求进行测试。这意味着系统必须能够容纳每个测试所需的夹具,并满足关于标本对齐和其他因素的要求。这包括提供正确的测试环境,以便任何所需的固定装置可以在其内可靠地运行。此外,改变测试设置的过程应该简单,以保持高水平的生产率,并且系统应易于使用,并最大限度地减少操作员所需的技能水平,这降低了错误的可能性并优化了生产率。

由于复合标本可以体验爆炸性故障,所以测试机器应具有高轴向刚度,并且非常稳健地减少和抵抗这些反复大的震动力的磨损和撕裂。它们还应具有高横向刚度和准确的引导系统,以保持对齐,特别是在执行压缩测试时。

It is desirable to have a force measurement system (load cell and electronic signal processing) with a wide measurement range, as this eliminates the need to change the load cell when switching from high force tests (e.g., tension/compression) to low force tests (e.g., ILSS). It is also important that machine electronics are protected against the ingress of carbon fiber dust and debris, which is conductive and can damage electronics.

测试环境

复合材料最常见的测试环境在高温下,通常在80-250℃的范围内。在测试之前,可以在特定环境中调节样品,通常在温度,湿度和暴露于诸如水,燃料和液压流体的液体中。聚合物复合材料达到与调理介质的平衡所需的时间通常在几天或数周的阶段,并且大部分短持续时间静态性测试在提供温度的环境的腔室中进行。设计用于低温和高温测试的房间通常配备电加热元件和低温注入系统,用于冷却(通常是液氮或二氧化碳)。还提供机械冷却(制冷)系统。尽管机械系统通常不提供具有低温注入冷却可以实现的高冷却速率和最小温度,但它们适合于为长期测试提供恒定的温度。



握住和夹具

合适的复合材料测试夹具包括手动和液压楔形夹具。对于苛刻的航空航天测试,通常优选液压楔形夹具,因为它们精确的取向和可重复性。然而,精心设计的机械楔形夹具也可以提供可接受的对准。为了安全性和可靠性,用于非环境测试的液压抓握溶液通常将液压部件放置在温度室外部。在大多数情况下,最好将永久固定在测试机器上的夹具,并根据需要使用“背驮式”适配器安装在夹具上的任何测试夹具,例如压缩压板或弯曲夹具。这种方法减少了处理重物并保持抓握对准的需求。

结盟

当由于各向异性和复合标本的脆性性质而测试复合材料时,精确的对准非常重要。可调节的对准夹具可确保测试系统满足航空航天行业使用的特定审计计划所需的对准标准,例如NADCAP AC7122 / 1。为了有效,对准夹具需要允许在机器负载串处于负载时调整同心度和角度。认证对准的接受方法是使用应变测量的“取向单元或样本”来检查负载下的对准。对准电池应具有尽可能靠近所测试的样品的尺寸。通常,取向电池将配有两组或三组四个应变仪。可以记录仪表的输出并手动计算由未对准引起的弯曲,但这是一个复杂和繁琐的过程。幸运的是,可以实时提供软件,提供弯曲和同心度和角度误差的显示(图2)。

测试机器软件

软件负责控制测试机器,从测试中收集数据并分析数据以产生测试结果。最新一代的测试软件能够拥有所有这些还是更多的。例如,触摸屏技术可以简化和增强操作员与系统交互的方式。数据和报告也可以导出到网络和数据库,软件可以将系统与其他设备(如温度室)和尺寸测量设备集成。标准复合测试类型的预先配置的测试方法图书馆可用于帮助简化在复合测试实验室中常常遇到的广泛测试的管理。

对齐软件显示。

图2.对齐软件显示。

安全也是一个重要的考虑因素。安全性要素是用户,电子签名和可追溯性的验证和验证。通常,用户的验证和验证意味着将特定个人的访问调整到软件内的不同功能。例如,Lab Manager将能够创建和修改测试方法,而运算符将对测试参数有限,并且只能运行已预先配置的方法。电子签名使用户能够具有适当的权限来批准测试结果和文档。

还可以生成对方法和测试结果的更改的审计跟踪。例如,当发布新版本的测试标准并修改了测试方法时,这将在文件修订号中记录,以及所有更改的列表。

复合材料测试的未来

复合材料测试将继续开发新材料和流程以及复合材料新市场的扩展。复合材料的机械测试复杂,涉及一系列测试类型和标准,以及在各种环境中的情况和测试需要。具有对齐夹具的集成测试系统,可互换夹具和预配置方法的直观软件将继续测试尽可能轻松,准确和高效。

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