Испытания материалов
Неразрушающие, а также разрушающие испытания материалов исследуют способность некоего материала к механическому нагружению до его разрушения или до определенной деформации. Испытания можно проводить в различных окружающих условиях.
На основе полученных характеристик составляется однозначное описание свойств материала, что позволяет сравнивать материалы между собой.
Испытания материалов проводятся не только в исследовательских институтах, на производстве посредством испытаний также получают ценные знания для разработки новой продукции или улучшения уже выпускаемой.
Обзор видов испытаний Разрушающее испытание материалов Неразрушающее испытание материалов
Машины для статических испытаний материалов Машины для динамических испытаний материалов
Стандартизированные методики (например, в ASTM и ISO) играют центральную роль в области механических испытаний материалов и готовых изделий, они признаны во всем мире для обеспечения качества и безопасности в различных отраслях промышленности. Они предоставляют точные данные в плане испытательных процедур, условий испытаний и оборудования:
Методика испытания материалов
Существуют различные методики, которые можно использовать в области испытаний материалов:
- При (квази)статическом или статическом испытании материалов нагружение к образцу прикладывается медленно и постоянно.При статических испытаниях определяют характеристики прочности и деформации образцов и готовых изделий, которые для этого нагружают преимущественно на растяжение, сжатие, изгиб, а также на сдвиг или кручение.Статические испытания, в отличие от динамических, проводятся с малыми испытательными скоростями.
- При динамическом испытании образец подвергается воздействию ударного нагружения, или нагружение воздействует на образец периодически в течение более длительного времени.
- Циклическое/усталостное испытание:при циклическом испытании материалов нагружение образца осуществляется в течение постоянно повторяющихся циклов.Эти циклы нагружения (= циклы напряжения) могут быть, в зависимости от испытательной машины, нарастающими в направлении растяжения/сжатия или знакопеременными в форме синуса, треугольника и т.д.
Разрушающие испытания материалов
При разрушающем испытании из материала извлекаются выборочные образцы, исследуемые при механических или химических нагрузках. Образец разрушается или (поверхностно) изменяется. Испытанное изделие или образец использовать уже нельзя.
Особенно в автомобильной промышленности и авиации разрушающее испытание играет крайне важную роль, т.к. усталость материала представляет собой очень высокий фактор риска. Однако и в области медицинской техники нельзя обойтись без испытаний материалов и готовых изделий.
В большинстве методов испытаний образец разрушается:
- Испытание на растяжение
- Испытание на сжатие / испытание на осадку
- Испытание на изгиб
- Усталостное испытание
- Механика разрушения
- Ударное испытание
- Испытания падающим грузом
- Определение индекса расплава: Измерение значений MFR и MVR, пластмассы
- Испытание на быстрый разрыв
- Методы испытаний на глубокую вытяжку
- Испытание на сдвиг
- Двухосное испытание
- Усталостное испытание / испытание на ползучесть
Неразрушающие испытания материалов
При неразрушающих испытаниях ZfP (англ.: non-destructive testing NDT) проверяется качество заготовки без повреждения ее самой. Таким образом можно гарантировать, что материал при последующей обработке будет обладать достаточным качеством и уверенно выдерживать нагрузки в течение длительного времени.
Неразрушающие методы испытаний:
Примеры неразрушающих испытаний материалов
Пленка
Определение усилия трения сцепления и скольжения относится к неразрушающим испытаниям.
Пенный материал
Твердость отпечатка измеряется на образце из пенного материала.
Распылитель
Неразрушающее функциональное испытание распылителя
Составные элементы машины для испытаний материалов
В принципе все машины для испытаний материалов состоят из похожих составных элементов. На нагружающей раме можно адаптировать все возможные компоненты:
Электроника Захваты Экстензометры Датчики силы Программное обеспечение
Методики механических испытаний материалов в соответствии со стандартами
Испытание материалов охватывает различные методики, с помощью которых определяют свойства и характеристики нормативных образцов или готовых изделий (испытание изделий) при механическом, термическом или химическом нагружении. Требования к испытательным методикам различаются в разных отраслях промышленности, они регламентированы, в основном, в стандартах ISO и ASTM, а также в отраслевых стандартах и заводских нормах производителей.
Здесь Вы найдете обзор важных нормативных методик механических испытаний материалов и готовых изделий:
| Short description | Standards |
|---|---|
| Картон | Коробочный картон | Рифление |
|
| Водород и металлы | Испытание KIH |
|
| Бумага и картон | Испытание на изгиб (4-точечный) |
|
| Картон | Гофрированный картон | Испытание на пробой |
|
| Картон | Гофрированный картон | Испытание на плоскую осадку (FCT-Test) |
|
| Медицина | Стерильные помещения |
|
| Композиты и пластмассы | Испытание на сжатие (End loading) |
|
| Картон | Гофрированный картон | Испытание кромок на осадку (ECT-Test) |
|
| Бумага | Санитарно-гигиеническая бумага | Влажное испытание на растяжение |
|
| Бумага и картон | Испытание на изгиб / качество рифлений |
|
| Бумага и картон | Влажное испытание на растяжение |
|
| Картон | Гофрированный картон | Испытание коробок на осадку и штабелирование |
|
| Бумага | Санитарно-гигиеническая бумага | Испытание на растяжение, сухое состояние |
|
| Металлы | Термомеханическая усталость (TMF) |
|
| Бумага и картон | Испытание на растяжение, сухое состояние |
|
| Картон | Гофрированный картон | Сопротивление продольному изгибу |
|
| Пластмассы | Эластомеры | Испытание на растяжение |
|
| Бумага | Санитарно-гигиеническая бумага | Прочность при продавливании / Испытание на пробой |
|
| Металлы | Листовой металл | Испытание на вытяжку по Эриксену и Ольсену |
|
| Металлы | Листовой металл | Испытание на вытягивание стаканчиков, определение фестонистости |
|
| Металлы | Листовой металл | Испытание на раскрытие отверстия, чувствительность к трещинам на кромке |
|
| Текстиль | Нити, пряжа, крученые нити | Испытания на растяжение |
|
| Пластмассы | Испытание на растяжение |
|
| Стройматериалы | Стекло и черепица | Испытание на изгиб |
|
| Пластмассы | Пленки | Испытание на растяжение |
|
| Пластмассы | Трубы | Кольцевая жесткость / кольцевая гибкость |
|
| Медицина | Соединения / замки Люэра - заменено на ISO 80369 |
|
| Медицина | Автоинъекторы |
|
| Медицина | Испытание защитных масок |
|
| Металлы | Испытание на растяжение (комнатная температура) |
|
| Испытание на сжатие с приложением усилия посредством сдвига |
|
| Металлы | Трубы | Испытание колец на растяжение |
|
| Металлы | Трубы | Испытание на сплющивание |
|
| Водород и металлы | Разрушение материала вследствие водородного охрупчивания |
|
| Металлы | Трубы | Испытание на раскрытие |
|
| Металлы | Образцы | Испытание на растяжение |
|
| Пластмассы | Испытание на растяжение |
|
| Водород и металлы | Водородное охрупчивание стали в процессе нанесения покрытия |
|
| Композиты | Испытание на сжатие (Combined Loading) |
|
| Металлы | Трубы | Испытание на отбортовку |
|
| Композиты | Испытания образцов с надрезом на сжатие (OHC, FHC) |
|
| Металлы | Трубы | Испытание на расширение кольца |
|
| Металлы | Испытание на растяжение (повышенная температура) |
|
| Композиты | Испытание на растяжение |
|
| Композиты | Испытание на растяжение |
|
| Металлы | Испытание на растяжение (повышенная температура) |
|
| Пластмассы | Пленки | Испытание на растяжение |
|
| Пластмассы | Мягкие пенные материалы | Собирательный стандарт для различных испытаний |
|
| Металлы | Испытание на растяжение (комнатная температура) |
|
| Бумага и картон | Испытание на продавливание |
|
| Пластмассы | Испытание на растяжение с высокими скоростями деформации (испытание на быстрый разрыв) |
|
| Бумага | Сопротивление плоской осадке / Corrugated Medium Test (CMT-Test) |
|
| Бумага и картон | Испытание колец на смятие (RCT-Test) |
|
| Бумага и картон | Прочность при сжатии / испытание с коротким зажимом (SCT-Test) |
|
| Бумага | Испытание на растяжение с нулевой зажимной длиной |
|
| Бумага | Коэффициент трения |
|
| Бумага и картон | Internal Bond Test / испытание на растяжение Z |
|
| Бумага и картон | Испытание на изгиб (2-точечный) |
|
| Бумага и картон | Сопротивление полосок смятию (S-Test) |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Усталостное испытание диафиза бедренной кости / длительная прочность шейки бедра |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Испытание модульных головок протезов на сжатие/растяжение |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Определение деформации вертлужной впадины |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Усилия демонтажа вертлужной впадины / вкладыша |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Прочность головки бедра / шейки бедра при кручении |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Усилие демонтажа конусного соединения |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Усталостная прочность керамических головок бедра |
|
| Медицина | Бедренные имплантаты | Усталостное испытание металлического диафиза бедра |
|
| Металлы | Испытание на малоцикловую усталость (LCF) |
|
| Медицина | Имплантаты коленных суставов | Усталостное испытание большеберцовой кости |
|
| Металлы | Листовой металл | Испытание на глубокую вытяжку, кривая пограничной деформации (FLC) |
|
| Металлы | Листовой металл | Испытание на вытягивание стаканчиков, Fukui |
|
| Текстиль | Ленты, ремни, тросы, канаты | Испытания на растяжение / испытания на разделение |
|
| Стройматериалы | Древесина | Испытание на растяжение и изгиб |
|
| Медицина | Имплантаты позвоночника | Статическое и динамическое испытание / модель вертебректомии |
|
| Медицина | Зубные имплантаты | Усталостное испытание |
|
| Медицина | Упаковка | Residual Seal Force (RSF) Vial |
|
| Медицина | Шприц-ручки для инсулина и других медикаментов | Контроль качества |
|
| Металлы | Твердость по Роквеллу |
|
| Металлы | Испытание на прокаливаемость методом торцевого охлаждения (испытание по Жомини) |
|
| Пластмассы | Мягкие пенные материалы | Твердость при осадке |
|
| Пластмассы | Мягкие пенные материалы | Твердость при вдавливании |
|
| Пластмассы | Трубы | Усталостное испытание |
|
| Пластмассы | Ударная вязкость по Шарпи |
|
| Металлы | Усталость, усталостное испытание (Вёлер) |
|
| Металлы | Листовой металл | Испытание на глубокую вытяжку, Bulge |
|
| Текстиль | Испытания текстильных изделий плоской формы, текстильных изделий с покрытием, геотекстильных изделий |
|
| Медицина | Стоматология | Прочность керамики при изгибе |
|
| Медицина | Катетеры | Испытание на растяжение |
|
| Композиты | Сжатие после удара (CAI) |
|
| Медицина | Резиновые перчатки | Испытание на растяжение |
|
| Медицина | Предварительно наполненные шприцы | Метод испытания для оценки целостности и функциональности |
|
| Пластмассы | Ударная вязкость по Изод |
|
| Металлы | Твердость по Виккерсу |
|
| Пластмассы | Пленки | Прочность при прокалывании |
|
| Металлы | Листовой металл | Испытание на глубокую вытяжку, испытание VW |
|
| Текстиль | Готовые изделия | Испытания на растяжение |
|
| Пластмассы | Ударная вязкость по Изод |
|
| Пластмассы | Готовые изделия | Испытание Dynstat |
|
| Пластмассы | Мягкие пенные материалы | Свойства при растяжении |
|
| Пластмассы | Мягкие пенные материалы | Прочность при раздире |
|
| Пластмассы | Испытание на ударное растяжение |
|
| Композиты | Испытания на изгиб |
|
| Пластмассы | Трубы | Свойства при растяжении |
|
| Пластмассы | Испытание плиток на пробой |
|
| Пластмассы | Испытание на 3-точечный изгиб |
|
| Пластмассы | Испытание на 3-точечный изгиб |
|
| Металлы | Твердость по Бринеллю |
|
| Металлы | Испытание на изгиб |
|
| Медицина | Имплантаты позвоночника | Испытания имплантатов позвоночника |
|
| Пластмассы | Пленки | Коэффициент трения (COF) |
|
| Медицина | Стенты | Испытание на радиальное сжатие |
|
| Металлы | Листовой металл | Значение r |
|
| Медицина | Шприцы | Усилие скольжения плунжера |
|
| Пластмассы | Мягкие пенные материалы | Усталостное испытание |
|
| Пластмассы | Трубы | Рост трещины |
|
| Металлы | Листовой металл | Значение n |
|
| Пластмассы | Индекс расплава (MFR, MVR) |
|
| Пластмассы | Индекс расплава (MFR, MVR, FRR) |
|
| Металлы | Механика разрушения, рост трещины da/dN |
|
| Металлы | Механика разрушения, критический коэффициент интенсивности напряжения K1C |
|
| Металлы | Испытание образцов с надрезом на ударный изгиб, Шарпи |
|
| Металлы | Испытание образцов с надрезом на ударный изгиб, Шарпи и Изод |
|
| Металлы | Арматура | Испытания на растяжение, изгиб и усталость |
|
| Металлы | Арматура | Испытание на сдвиг с растяжением |
|
| Композиты | Междуслойная прочность при сдвиге (ILSS) |
|
| Металлы | Проволочные пряди | Испытания на растяжение и усталость |
|
| Металлы | Болты | Испытание на растяжение, пробную нагрузку, ударное испытание, определение твердости и испытание на кручение |
|
| Металлы | Гайки | Испытание на пробную нагрузку, определение твердости и испытание на раскрытие |
|
| Металлы | Болты | Усталостное испытание |
|
| Металлы | Испытание падающим грузом |
|
| Металлы | Твердость по Либу |
|
| Медицина | Соединения / замки Люэра |
|
| Пластмассы | Пленки | Коэффициент трения (COF) |
|
| Металлы | Твердость, глубина поверхностной закалки (RHT), глубина прокаливания (DS) |
|
| Пластмассы | Клеящая лента | Сопротивление отслаиванию / Peel Test |
|
| Металлы | Твердость, глубина азотирования (NHT) |
|
| Металлы | Твердость, глубина цементации (EHT/CHD) |
|
| Металлы | Твердость по Виккерсу и Кнупу |
|
| Пластмассы | Твердые пенные материалы | Испытание на сжатие |
|
| Композиты | Прочность клеевых соединений (Lap Shear Test) |
|
| Медицина | Костные пластины | Прочность при изгибе |
|
| Пластмассы | Температура теплостойкости HDT |
|
| Композиты | Испытание на сдвиг (In Plane Shear Test) |
|
| Медицина | Костные шурупы | Механические свойства |
|
| Медицина | Канюли и инъекционные иглы | Прочность при разрушении |
|
| Пластмассы | Трубы | Температура размягчения по Вика |
|
| Пластмассы | Температура размягчения по Вика VST |
|
| Композиты | Испытания образцов с V-образным надрезом на сдвиг (Iosipescu & V-Notched Rail) |
|
| Композиты | Скорость высвобождения энергии G |
|
| Определение твердости пластмасс |
|
| Пластмассы | Трубы | Ударные испытания |
|
| Пластмассы | Твердость по Шор |
|
| Пластмассы | твердость по IRHD |
|
| Пластмассы | Усталостные испытания |
|
Оборудование для статических испытаний материалов
Группа компаний ZwickRoell является ведущим мировым поставщиком/производителем статических испытательных машин, специально разработанных для испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и кручение.
Наши статические испытательные машины подходят для применения в любых областях: как для контроля качества, так и для исследовательских проектов, блестяще решая сложные задачи испытаний материалов и готовых изделий.
