Что важно при испытании на изгиб
Пластмассы и их композиции проверяют или сравнивают друг с другом в процессе испытания на изгиб. Для этих целей испытания на изгиб предлагают надежную методику при относительно простой конструкции испытания. Они предназначены для определения кривой напряжения/деформации материала в зоне малых деформаций образца.
Типовым результатом является модуль изгиба, однако у менее пластичных материалов можно также измерять точки текучести, максимальное напряжение изгиба или деформацию разрушения изгиба. При этом прямое измерение прогиба датчиком перемещения представляет собой самую точную форму измерения, обеспечивающую получение корректных результатов испытаний.
Почему точное измерение поперечного сечения так важно для испытания на изгиб?
Определению размеров образца (в частности, толщины) придается особое значение, т.к. толщина образца учитывается при расчете напряжений изгиба. Погрешность измерения всего в 0,1 мм уже вызывает ошибку примерно в 5 % при расчете напряжений изгиба. Таким образом, точное измерение поперечного сечения является решающим для получения надежных результатов испытаний.
Почему в процессе испытания на изгиб необходимо обеспечить точное выравнивание гибочных опор, пуансона и образца?
Некорректное выравнивание гибочного приспособления зачастую проявляется в форме так называемого основания кривой, т.е. нелинейного начала кривой напряжения/деформации. Такого основания кривой следует обязательно избегать, т.к. оно приводит к некорректному измерению модуля изгиба.
Для оптимального выравнивания предлагаются различные вспомогательные средства. Например, с помощью подходящего шаблона можно быстро и безопасно как настраивать расстояние между опорами, так и проводить выравнивание.
Какое влияние оказывает продавливание материала гибочным пуансоном и опорами на результаты испытаний?
На опорных поверхностях и в зоне контакта с гибочным пуансоном (или пуансонами) происходит продавливание, которое зависит от твердости материала, величины прикладываемого усилия и радиуса пуансона и опор. Если прогиб измеряется на основе перемещения гибочного пуансона относительно опор, то это продавливание увеличивает измеренный прогиб, и его, как правило, нельзя компенсировать посредством корректировки жесткости. Продавливание гибочным пуансоном компенсирует применение установленного по центру датчика перемещения.
Что мне даст датчик перемещения при измерении прогиба?
Прямое измерение прогиба установленным по центру между опорами датчиком перемещения представляет собой самую точную форму измерения, обеспечивающую получение корректных результатов испытаний.
Наличие такой испытательной конструкции требуется в методе типа 2 по стандарту ASTM D 790, а также для корректных и точных измерений по ISO 178. Это имеет место, например, при составлении таблиц данных или при проведении сравнений между различными лабораториями.
В качестве альтернативы стандарты предлагают сценарии для выполнения простых задач контроля качества, для которых разрешено измерение перемещения траверсы.
На что следует обращать внимание при работе с датчиком перемещения?
Важным фактором для получения надежных и точных результатов испытаний является минимальное влияние датчика перемещения на испытание. Датчики перемещения T15, T25 и T50 фирмы ZwickRoell обеспечивают получение надежных результатов испытаний, благодаря неподвижному монтажу, точному аксиальному выравниванию и отслеживанию, а также малому росту контактного усилия, не влияющему на процесс испытания и результаты.
Влияния деформации нагружающей рамы и датчика силы должны быть также исключены. Датчики перемещения фирмы ZwickRoell предотвращают воздействие этих влияний, благодаря установке непосредственно на гибочный стол.
Эти датчики перемещения гарантируют высокую точность измерения вне зависимости от температуры испытания. Потому что обусловленные температурой отклонения точности на всех испытательных машинах фирмы ZwickRoell автоматически компенсируются.
Какие результаты выдает испытание на изгиб?
Испытание на изгиб выдает кривую напряжения/деформации и различные характеристики (например, модуль изгиба, точка текучести и, при необходимости, точка разрушения). Обычно стандарты различают три типа кривых (a, b и c) и предлагают для каждого из них подходящий анализ.
При всех типах кривых можно определять модуль изгиба. Согласно стандарту ISO 178 измерение проводится у регламентированных границ между 0,05 % и 0,25 % деформации изгиба. Стандарт ASTM D 790 регламентирует измерение модуля как секущую (chord modulus) или касательную.
Другие результаты: максимальное напряжение изгиб, напряжение разрушения изгиба, деформация разрушения изгиба, деформация при максимальном напряжении изгиба и, при необходимости, напряжение изгиба у регламентированной границы изгиба.
Чем отличается измерение напряжения и деформации изгиба по сравнению с испытанием на растяжение?
В отличие от испытания на растяжение, напряжения изгиба не так просто определить из соотношения усилия и площади поперечного сечения. Нанесенный на образец прогиб создает изгибающие моменты и усилия сдвига. Изгибающий момент между опорами и гибочным пуансоном постоянно растет, в то время как усилия сдвига в этой зоне остаются постоянными. В процессе испытания на 3-точечный изгиб наивысший изгибающий момент возникает непосредственно под гибочным пуансоном. При испытании на 4-точечный изгиб возникает постоянный изгибающий момент между верхними гибочными опорами. В этой зоне не появляется напряжение сдвига, что является преимуществом данного метода для материалов с низкой прочностью при сдвиге.
