Ce teste pot fi efectuate pe o mașină de testare universală?

A aparat universal de testare (UTM) poate efectua teste de tracțiune, compresie, încovoiere, fsaufecare, decojire, oboseală și duritate - acoperind marea majoritate a evaluărilor de proprietăți mecanice necesare în toate industriile. Indiferent dacă utilizați un Aparat electronic universal de testare sau a Masina de testare universala hidraulica , capabilitățile de testare de bază sunt largi, ceea ce face din UTM unul dintre cele mai versatile instrumente din orice laborator de testare a materialelor.

Încercarea de tracțiune: cea mai comună aplicație

Testarea la tracțiune este testul cel mai frecvent efectuat pe o mașină de testare universală. Eșantionul este desprins într-un ritm controlat până când se fracturează. Parametrii cheie măsurați includ:

• Rezistența maximă la tracțiune (UTS) — solicitarea maximă pe care o poate suporta un material
• Rezistenta la curgere — stresul la care începe deformarea permanentă
• Alungirea la rupere - o măsură a ductilității
• Modulul Young (modulul elastic) - rigiditatea materialului

Testele de tracțiune se aplică metalelor, materialelor plastice, cauciucului, textilelor, foliilor, adezivilor și compozitelor. Stşiarde precum ASTM E8/E8M (metale), ISO 6892-1 , și ASTM D638 (materialele plastice) guvernează aceste proceduri. O eșantionă tipică de oțel poate avea o lungime de 50 mm și poate fi testată la o viteză a traversei de 2 mm/min.

Testarea compresiei: Măsurarea capacității portante

Testarea de compresie evaluează modul în care un material sau o componentă se comportă sub sarcini de compresiune (strivire). Mașina aplică o forță descendentă asupra specimenului între două plăci. Rezultatele includ rezistenta la compresiune , modulul de compresiune , și deformation behavior.

Aplicațiile comune includ:

• Cilindri de beton (rezistența la compresiune variază de obicei de la 20 până la 40 MPa pentru beton structural stşiard)
• Spumă și materiale de ambalare
• Osul și biomaterialele în cercetarea medicală
• Arcuri și elastomeri

Stşiardele relevante includ ASTM C39 pentru beton şi ISO 604 pentru materiale plastice. Mașinile de testare universale hidraulice sunt adesea preferate pentru testele de compresie cu forță mare care depășesc 500 kN , cum ar fi betonul structural și componentele din metale grele.

Testare la încovoiere (încovoiere): Evaluarea rezistenței la încovoiere

Testarea la îndoire - numită și test de îndoire sau test de îndoire în trei puncte/patru puncte - măsoară rezistența unui material la forțele de îndoire. Proba se sprijină pe două suporturi în timp ce o sarcină este aplicată la centru (în trei puncte) sau două puncte interioare (în patru puncte).

Ieșirile cheie includ rezistenta la incovoiere şi modulul de încovoiere . Acest test este critic pentru:

• Ceramica și sticlă (unde testarea la tracțiune nu este practică din cauza fracturii fragile)
• Compozite armate cu fibre și panouri din fibră de carbon
• Materiale plastice per ASTM D790 şi ISO 178
• Cherestea si cherestea de constructii

De exemplu, un eșantion standard de polipropilenă testat conform ISO 178 ar prezenta de obicei un modul de încovoiere de aproximativ 1.300–1.800 MPa .

Testarea la forfecare și torsiune

Testarea la forfecare determină modul în care un material răspunde la forțele aplicate paralel cu secțiunea sa transversală. Mașinile universale de testare pot fi echipate cu dispozitive de forfecare pentru a efectua:

• Încercări de forfecare cu o singură tură și cu două straturi — pentru adezivi și îmbinări lipite (conform ASTM D1002)
• Rezistența la forfecare interlaminară (ILSS) — pentru laminate compozite
• Teste de forfecare a pinului — pentru elemente de fixare și îmbinări cu șuruburi

Testarea de torsiune, deși este efectuată de obicei pe mașini de torsiune dedicate, poate fi efectuată și pe UTM-uri echipate cu atașamente de torsiune pentru a măsura modulul de forfecare și comportamentul de răsucire până la rupere.

Testare de exfoliere și aderență

Testarea peelului cuantifică rezistența de aderență a materialelor adezive, benzi, acoperiri și filme. Mașina de testare universală trage un strat lipit de altul la un unghi definit - de obicei 90° sau 180°. Forța de exfoliere se măsoară în N/mm or N/25mm .

Configurațiile tipice de testare includ:

• Testul T-peel (ASTM D1876) — pentru laminate flexibile
• Test de exfoliere la 180° (ASTM D903) — pentru benzi sensibile la presiune
• Test de peeling la 90° — pentru adezivi și ambalaje pentru dispozitive medicale

Mașinile electronice universale de testare sunt deosebit de potrivite pentru testarea peelingului datorită controlului precis al forței reduse, măsurând adesea forțe de până la 0,01 N cu celule de sarcină de înaltă rezoluție.

Testarea oboselii pe mașini universale de testare

Testarea la oboseală supune o probă la încărcări ciclice repetate pentru a determina cât timp rezistă la solicitarea înainte de defectare. Deși există sisteme dedicate de testare a oboselii, multe UTM-uri moderne - în special modele servo-hidraulice - sunt compatibile testarea la oboseală ciclică la frecvente definite.

Parametrii cheie includ:

• curbele S-N (curbe Wöhler) — amplitudinea tensiunii față de numărul de cicluri până la defecțiune
• Limită de oboseală — stres sub care materialul poate suporta cicluri infinite
• Rata de propagare a fisurilor — conform ASTM E647

Mașinile de testare universale hidraulice funcționează de obicei la frecvențe de până la 10–50 Hz pentru testarea la oboseală, făcându-le eficiente pentru componentele auto, aerospațiale și de inginerie structurală.

Testarea durității și a rezistenței la rupere

Deși testere de duritate dedicate (Rockwell, Vickers, Brinell) sunt instrumente standard, unele UTM-uri pot fi echipate cu dispozitive de indentare pentru a conduce testare instrumentată de indentare , oferind simultan date despre duritate și modul de elasticitate.

Testarea tenacității la rupere - măsurarea rezistenței unui material la propagarea fisurilor - este, de asemenea, efectuată pe UTM-uri. Metodele comune de testare includ:

• K _IC (rezistența la rupere plană-deformare) conform ASTM E399
• J-testare integrală conform ASTM E1820 pentru metale ductile
• CTOD (Deplasarea deschiderii vârfului fisurii) — relevante pentru oțel structural și calitatea sudurii

Mașină universală de testare electronică vs. hidraulică: comparație a capacității de testare

Tipul de mașină de testare universală influențează semnificativ testele practice. Tabelul de mai jos rezumă diferențele cheie:

Teste de specialitate efectuate cu dispozitive și accesorii

Versatilitatea unui UTM este extinsă dramatic prin corpuri interschimbabile și camere de mediu. Cu accesoriile potrivite, pot fi efectuate și următoarele teste specializate:

Testare de relaxare și relaxare la stres

Testarea fluajului aplică o sarcină constantă pe o perioadă extinsă (ore până la săptămâni) pentru a măsura deformarea dependentă de timp. Testele de relaxare a tensiunii rețin o deformare fixă ​​și monitorizează scăderea tensiunii. Acestea sunt critice pentru polimeri, îmbinări de lipit și aliaje la temperatură înaltă .

Testare la temperatură înaltă și joasă

Camerele de mediu montate pe UTM-uri permit testarea din -70°C până la 350°C , permițând evaluarea materialelor în intervale de temperatură de funcționare. Acest lucru este esențial pentru componentele aerospațiale, garniturile auto și ambalajele pentru lanțul de frig.

Testarea la tracțiune a textilelor și a firelor

Cu mânere pneumatice sau capstan, UTM-urile testează fire individuale, țesături, geotextile și nețesute conform standardelor precum ISO 13934-1 şi ASTM D5034 , măsurând forța de rupere și alungirea.

Dispozitive medicale și teste biomecanice

UTM-urile sunt utilizate pe scară largă în domeniul medical pentru a testa suturile, stenturile, catetere, șuruburi osoase și implanturi. Aceste aplicații necesită conformitate cu ISO 10993 şi ASTM F543 (șuruburi pentru oase). Rezoluția forțată poate fi la fel de bună ca 0,001 N pentru testarea delicată a țesuturilor.

Prezentare generală a aplicațiilor și standardelor din industrie

Mașinile de testare universale servesc practic orice industrie. Mai jos este un rezumat al sectoarelor comune, al testelor efectuate și al standardelor care reglementează:

Alegerea aparatului de testare universal potrivit pentru testele dvs

Atunci când alegeți între o mașină de testare universală electronică și o mașină de testare universală hidraulică, factorii principali de luat în considerare sunt domeniul de forță, tipul testului și precizia necesară :

• Alegeți un UTM electronic pentru forțe sub 600 kN, teste precise la viteză mică, teste de exfoliere, testare a dispozitivelor medicale și aplicații care necesită o rezoluție mare de deplasare (la fel de fină ca 0,001 mm ).
• Alegeți o UTM hidraulic pentru încercări industriale grele de peste 600 kN, oboseală cu ciclu înalt, oțel structural, beton și piese forjate sau turnate de secțiune mare.
• Ambele tipuri suportă teste de tracțiune, compresie, încovoiere, forfecare și exfoliere pe întregul spectru de materiale atunci când sunt echipate corespunzător cu dispozitive de fixare.

Laboratoarele care efectuează diverse teste de materiale ar trebui să se asigure că software-ul UTM acceptă mai multe standarde de testare simultan și permite schimbarea ușoară a dispozitivului de fixare - reducând timpul de configurare și extinzând randamentul testării.