万能材料试验机的选择
万能材料试验机的选择
万能材料试验机(UTM)通过不同速度级别的调节,对塑料材料样条进行拉伸、弯曲、压缩或牵引,这是塑料混配实验室中*普通的设备。在混配料的制备过程中,利用万能材料试验机UTM测试材料能够判断材料是否适用于某些特定的加工应用或终端应用。UTM还可以用于产品的质量控制,以确保产品质量各个批次之间的一致性。
早期的万能材料试验机UTM具有类似的电子元器件和记录仪。现在已经被数控设备和PC软件代替。新的自动控制设备可以运行试验,还能显示数据,有时甚至是边运行边记录。以前的记录仪,包括PC软件之前的数字显示时代,用户得到的测试信息都是载荷/变形曲线,Y轴表示应力,X轴表示形变。这些曲线还需要对其进行计算和解释。*新的系统仍然能提供这些曲线,但是同时还能对数据进行计算,如屈服强度、破坏强度和模量等数据。
目前,利用万能试验机所测试的*常见的项目是拉伸强度和拉伸模量、弯曲强度和模量。按照ASTM D 638和ISO527进行拉伸试验时,样条的两端都有夹具夹紧,一个夹具是静止的,另一个固定在十字头上,背离固定夹具移动,牵引样条直至样条出现断裂,断裂时十字头会自动停止。弯曲试验时(ASTMD790、D6272以及ISO178),样条被放在试验机固定机床的两个支座上。这个试验中,十字头移动的方向与拉伸试验中移动方向相反,向一个没有支撑的中心推动而不是牵引样条,直至样条弯曲甚至断裂。因为多数热塑性塑料材料不会在这个试验中断裂,所以不可能计算断裂弯曲强度。因而,标准的试验方法要求计算应变为5%时的弯曲应力。
压缩试验一般很少应用万能材料试验机UTM,尽管这在ASTM D1621和 ISO844标准中对刚性塑料泡沫而言是一项主要的试验。UTM试验机还能用于任何形状的注塑产品如瓶子的压碎试验,在一定高度将样品摔碎或使其变形所需的应力值即压缩强度值。
据UTM供应商统计,对于塑料材料而言,剪切试验更不多见。剪切强度值是将样品放在冲床型的剪切装置里测得的。冲击速度为0.005in./min,直至样品的可移动部分完全将固定部分露出来。剪切强度值为应力/剪切面积的值。这在薄膜材料和片材产品中很重要,因为这种类型的破坏容易出现在这类产品中,但是这并不是其他挤出和注塑产品设计时考虑*多的因素。按照ASTMD732(没有等同的 ISO 标准)标准进行试验时,常用的试样是塑料片材或0.005~0.500in.厚的注塑碟片。
常用的电子万能材料试验机的容量为100~135000lb。尺寸越大,成本越高。一般来说,立式设备的体积更小也更易于操作,并且还能借助于样品自身的重力,使棘手的样品如薄膜也能同较重的注塑部件一样易于操控。单立柱UTM试验机的力程较低,价格也较低,结构容量一般为1000lb。门式的UTM试验机的结构容量可达1000~135000lb。测力计也以某一*大的适用于UTM试验机结构和样品的力值为分类依据。例如,一个100 lb的测力计安装在1000lb的模框里,可以提供100 lb的试验载荷。测力计的容量不应超过样品预测断裂载荷太多,否则会影响试验结果的**性。