當(dāng)今工業(yè)中,條形樹脂材料憑借輕質(zhì)(密度僅為金屬的 1/3-1/5)、高強(部分增強樹脂強度媲美鋼材)、耐腐(耐酸堿腐蝕)、絕緣(介損系數(shù)低)等性能,正逐步替代傳統(tǒng)金屬與木材,廣泛應(yīng)用于機械領(lǐng)域的傳動部件、電子領(lǐng)域的絕緣支架、醫(yī)療領(lǐng)域的器械外殼及建筑領(lǐng)域的裝飾型材,有效推動產(chǎn)品向輕量化、高性能化升級。三點彎曲測試作為符合 GB/T 9341-2008、ISO 178:2019 標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)測試方法,能精準(zhǔn)捕捉材料在彎曲載荷下的彈性變形、塑性屈服及斷裂過程,準(zhǔn)確獲取彈性模量、彎曲強度等關(guān)鍵指標(biāo),為材料性能評估提供科學(xué)依據(jù)。本文將以條形樹脂材料三點彎曲測試為例,詳細(xì)介紹實驗室測試設(shè)備的選型、配置及實際應(yīng)用要點。
一、 測試原理
三點彎曲測試的原理是將條形試樣放置在兩個支撐輥上,通過在試樣中心位置施加向下的載荷,使試樣產(chǎn)生彎曲變形。通過測量載荷與變形的關(guān)系,可以計算出材料的彎曲強度、彎曲模量和撓度等關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)。
測試過程中,試樣在三點受力狀態(tài)下產(chǎn)生彎曲應(yīng)力,應(yīng)力出現(xiàn)在試樣底部中心位置,這種測試方法能夠有效模擬材料在實際使用中承受彎曲載荷的情況。
二、適用標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 9341-2008:塑料彎曲性能試驗方法
ISO 178:塑料彎曲性能測定國際標(biāo)準(zhǔn)
ASTM D790:塑料彎曲性能標(biāo)準(zhǔn)試驗方法
三、 檢測設(shè)備
1、 KZ-DSC-20-材料試驗機
2、 定制工裝夾具
根據(jù)ASTM D3846標(biāo)準(zhǔn)要求和試樣尺寸定制的專用剪切壓縮夾具。該夾具通常由兩個部分(上、下夾具)組成,能夠牢固地夾持試樣,并在測試過程中確保載荷有效地傳遞到試樣的剪切面上,防止試樣打滑或產(chǎn)生非預(yù)期的應(yīng)力集中。
3、試驗條件
樣品名稱:塑料平面板材
試驗溫度:室溫
試驗速度:5mm/min
試驗類型:條形樹脂材料三點彎曲測試
四、檢測流程
步驟一、測試前準(zhǔn)備
啟動材料試驗機,通過控制面板查看電源、伺服電機、力傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接狀態(tài),確保無報錯提示;查閱設(shè)備校準(zhǔn)報告,確認(rèn)力值、位移校準(zhǔn)周期在有效期內(nèi)(校準(zhǔn)誤差≤±0.5%),若超出周期需重新校準(zhǔn);手動試運行設(shè)備,檢查壓頭升降及支撐輥轉(zhuǎn)動是否順暢,無卡滯現(xiàn)象。
步驟二、試樣尺寸測量
使用游標(biāo)卡尺測量試樣寬度(b),精確到0.1mm
使用千分尺測量試樣厚度(h),至少在試樣兩端和中間各測一次,取平均值
記錄所有測量數(shù)據(jù),計算支撐跨距(L)
檢查試樣表面是否有缺陷、劃痕或氣泡
步驟三、設(shè)備參數(shù)設(shè)置
選擇三點彎曲測試模式
設(shè)置加載速度,通常為1-5mm/min,具體根據(jù)材料標(biāo)準(zhǔn)確定
輸入試樣尺寸數(shù)據(jù)(寬度、厚度、跨距)
設(shè)置數(shù)據(jù)采集頻率,確保能完整記錄載荷-位移曲線
設(shè)置測試停止條件
步驟四、試樣安裝與對中
將試樣平穩(wěn)放置在兩個下支撐輥上
確保試樣縱軸與支撐輥垂直,試樣中心與壓頭對中
調(diào)整上壓頭位置,使其與試樣輕微接觸但不施加預(yù)載荷
檢查試樣與支撐輥的接觸情況,確保接觸均勻
步驟五、測試執(zhí)行與數(shù)據(jù)記錄
啟動試驗機,開始施加彎曲載荷
監(jiān)控載荷-位移曲線的變化,觀察是否異常
注意試樣變形情況,記錄裂紋出現(xiàn)時的載荷
測試持續(xù)至試樣斷裂或達(dá)到預(yù)定變形量
系統(tǒng)自動記錄載荷、彎曲強度等數(shù)據(jù)
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步驟六、數(shù)據(jù)分析與報告編制
計算每個試樣的彎曲強度和彎曲模量
統(tǒng)計分析一組試樣的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)
繪制載荷-位移曲線,分析材料彎曲行為
編制完整的測試報告,包括測試條件、結(jié)果和結(jié)論
與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比,評估材料性能是否達(dá)標(biāo)
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