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万能材料试验机夹具介绍

返回列表来源:天氏库力 发布日期 2018-11-28 浏览:

试验机增加相应的试验夹具可以完成更多的试验,关于夹具的相关应用知识,在这里做一个详细的分析介绍。
 
一、试验机必须具备三个要素
有加力装置:有夹具;有力值显示装置和记录。可见夹具在试验机中的重要,我们通过夹具夹持试样(或产品),通过加力装置,力值显示装置和记录来判断材料(或成品)是否合格和达到预定的性能指标,没有可靠的夹具,这些就无法判断。夹具是试验机中根据材料试样变化而一个经常变化的部分,不同的材料需要不同的夹具,它是试验能否顺利进行及试验结果准确度高低的一个重要因素,合理正确的使用夹具有利于试验顺利的进行,随着科学技术的发展,各行各业对材料的要求越来越高,致使新材料不断的出现,对夹具的设计提出了更高的要求。夹具根据试验方法不同,大致可分为: 拉伸类夹具、压缩类夹具、弯曲类夹具、剥离类夹具、剪切类夹具等,其中拉伸类夹具约占夹具总量的80%左右。
万能材料试验机夹具图
万能材料试验机夹具图
 
 
二、夹具的基本性能
1.夹具对强度要求:
通过夹具夹持试样(或产品)对试样进行加力,夹具所能承受的试验力的大小是夹具的一个很重要的指标,它决定了夹具结构的大小及夹具操作的劳动强度的大小,试样材质有金属和非金属之分,形状有大小之分,材料的成分组成各种各样,试样所能承受的试验力小到几十厘牛(如纺织用氨纶丝),大到几十吨如普通钢材等国内最大的电子式万能试验机试验力为600KN,0.5级机,试样尺寸小到直径φ0.006mm的金丝,大到直径1m的PVC管材等,这就要求根据不同的试验力、试样的形状大小选择设计不同的夹具。
 
2. 对夹具材料的要求:
①. 对一般的金属及非金属试样, 夹具的钳口直接与试样接触,一般都选用优质合金结构钢,合金高碳钢或低碳合金钢、冷作模具钢等,通过适当的热处理工艺淬回火、渗碳淬火等增加其强度、耐磨性. 有时也在钳口处镶装特种钢材,或在钳口表面喷涂金钢砂等。
 
②. 对一些小试验力的夹具,与试样接触的表面采用粘软质胶皮等。(例如:塑料薄膜、纤维丝等试样的夹具夹持面,)
    
③. 夹具体一般采用优质中碳钢、合金结构钢,通过适当的热处理工艺增加其力学性能。有时为了减轻重量也采用铝合金等有色金属及特种金属。有时也采用铸造结构铸钢,铸铝等。
 
3. 对夹具结构的要求:
夹具的设计主要依据材料的试验标准及试样(特指成品及半成品)的型状及材质。以上所说的试验标准是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等,还有企业标准、行业标准等,这些标准中一般都对试样制样及试验方法都有严格的规定,我们可以根据试样及试验方法的不同设计不同的夹具。对于特殊试样(成品及半成品的)使用的夹具,主要根据试样的型状及材质设计夹具。
 
三、夹具的结构
夹具本身没有固定的结构(如金属丝可采用缠绕方式夹紧,也可采用两个平板夹紧,金属薄板试样可采用楔形夹紧方式,也可采用对夹夹紧方式),这和主机有明显的区别,主机国内、国外的大同小异,而夹具国外的、国内的区别很大,不同公司间也有大的区别。这主要取决于公司的整体水平,设计人员的经验的积累。国外的夹具,如INSTRON、MTS、ZWICK等公司的夹具一般做工细致,可靠性较高,但价格较高,处在高端市场,而国内的,如SANS的夹具,由于涉足行业广,在国内的市场分额大,在一定程度上可以取代国外的夹具,处在中高端市场,但在一些新材料,特种材料用夹具上国内与国外水平还有一定差距。力大,随试验力增加。夹紧力随之减小。
 
四、夹具适用性的判断标准
对夹具适用性的判定很难界定,由于夹具结构的特殊性,对一种夹具,有时我们很难确定它到底更适合那种试样,但不能说没有办法,有以下几点供参考:夹具是否使用方便、安全。夹持是否可靠,不能有打滑现象。做试验过程中,试样断点好。数据离散性小。(即试样不断钳口、钳口内、平行段或标距外)。
 
五、夹具设计中存在的难点
钢丝、钢绞线由于试样硬度高,内部结构相对松散,在拉伸试验过程中受力不均匀,夹持试样的钳口易磨损等原因,夹具一直未得到好的解决。大试验力、大直径的尼龙绳,由于变形过大,夹持困难,夹具的设计也是一个难点。
 
由于试验机夹具使用的特殊性,以及新材料的不断出现,夹具的设计一直处在被动的局面,我们每天都会碰到新材料,需要设计新的夹具,总结过去成功的经验。 
楔形夹具
楔形夹具

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