萬能試驗(yàn)機(jī)調(diào)節(jié)分類:萬能試驗(yàn)機(jī)(UTM)通過不同速度級別的調(diào)整,對塑料樣條進(jìn)行拉伸、彎曲、壓縮或牽引,是塑料混合試驗(yàn)室中最常見的設(shè)備。利用UTM試驗(yàn)材料,可以判斷材料是否適用于某些特定的加工應(yīng)用或終端應(yīng)用。UTM也可用于產(chǎn)品質(zhì)量控制,以保證產(chǎn)品質(zhì)量各批次的一致性。
目前,萬能試驗(yàn)機(jī)測試的最常見的項(xiàng)目是拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、彎曲強(qiáng)度和模量。根據(jù)ASTMD638和ISO527進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時,樣品兩端有夾具夾緊,一個夾具靜止,另一個固定在十字頭上,背離固定夾具移動,牽引樣品直到樣品斷裂,斷裂時十字頭自動停止。
彎曲試驗(yàn)時(ASTMD790、D6272、ISO178),樣品放置在試驗(yàn)機(jī)固定機(jī)床的兩個支架上。在這個試驗(yàn)中,十字頭的移動方向與拉伸試驗(yàn)中的移動方向相反,不是牽引樣品,而是向沒有支撐的中心推進(jìn)。由于很多熱塑性塑料材料在這個試驗(yàn)中不會斷裂,所以不能計算斷裂的彎曲強(qiáng)度。因此,標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法要求計算應(yīng)變?yōu)?%時的彎曲應(yīng)力。UTM試驗(yàn)機(jī)包括一個或多個垂直承載的柱子,柱子上安裝一個固定的水平基座,頂部有一個可移動的水平十字頭(十字梁)。

現(xiàn)在的UTM試驗(yàn)機(jī),柱子上通常有滾珠絲杠來固定可移動的十字頭。UTM的大小通過框架的承載水平和測量載荷/張力的測力計來表示。測力計附著在依靠電動馬達(dá)或液壓裝置驅(qū)動的可移動十字頭上。帶夾具的系列測力計的測量力可以通過數(shù)字顯示器或PC顯示結(jié)果。許多UTM有可互換的測力計,因此可以與測試的不同材料相匹配。靜態(tài)試驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)的電子萬能試驗(yàn)機(jī),通常加載速度范圍為0.001~20in./min(1in.=2.54cm)。動態(tài)試驗(yàn)或循環(huán)試驗(yàn),如裂紋增加和疲勞試驗(yàn),通常使用液壓伺服系統(tǒng)UTM試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行,時間長,載荷低。
與靜態(tài)測試中使用的電子UTM試驗(yàn)機(jī)不同,液壓伺服UTM試驗(yàn)機(jī)可以進(jìn)行動態(tài)測試和疲勞測試。這樣就要反復(fù)施加應(yīng)力,進(jìn)行加載-釋放循環(huán)。比如疲勞裂紋增長試驗(yàn),用戶期望知道待測材料經(jīng)過多少次循環(huán)后會斷裂。動態(tài)測試萬能試驗(yàn)機(jī)所需的應(yīng)力小于電子萬能試驗(yàn)機(jī)靜態(tài)測試所需的應(yīng)力。液壓伺服系統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)的框架容量從100lb到幾噸不等,價格通常是電子力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的2~3倍。萬能試驗(yàn)機(jī)基本用于金屬材料的疲勞試驗(yàn),但在汽車塑料、航天塑料、生物醫(yī)藥塑料、電子元件塑料等方面的應(yīng)用越來越廣泛,因?yàn)檫@些領(lǐng)域需要耐疲勞性好的結(jié)構(gòu)部件。
常用的電子UTM試驗(yàn)機(jī)容量為100~135000lb。尺寸越大,成本越高。一般來說,立式設(shè)備體積越小,操作越容易,也可以借助樣品本身的重力,使棘手的樣品像薄膜一樣容易控制。單柱UTM試驗(yàn)機(jī)力程低,價格低,結(jié)構(gòu)容量一般為1000lb。門式UTM試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)容量可達(dá)1000~135000lb。測力計也根據(jù)UTM試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)和樣品的力值進(jìn)行分類。比如一臺100lb的測力計安裝在100lb的模框中,可以提供100lb的測力載荷。測力計的容量不應(yīng)超過樣品預(yù)測斷裂載荷過多,否則會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。