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且慢!你真的選對(duì)高速試驗(yàn)機(jī)了嗎?

更新時(shí)間:2023-04-21點(diǎn)擊次數(shù):1031



為何選擇高速試驗(yàn)機(jī)
隨著新材料的發(fā)展與計(jì)算機(jī)輔助工程的廣泛應(yīng)用,對(duì)新產(chǎn)品的研發(fā)來(lái)說(shuō),得到材料、結(jié)構(gòu)、成品等在實(shí)際使用工況下的力學(xué)性能變得越來(lái)越重要。因此基于傳統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)試,更高速的試驗(yàn)應(yīng)用正逐步擴(kuò)展到更多行業(yè),如模擬汽車的碰撞、安全帶/安全氣囊的打開、飛機(jī)的鳥撞等。

根據(jù)不同試驗(yàn)速度,進(jìn)行此類試驗(yàn)所使用的手段也多種多樣,例如沖擊試驗(yàn)機(jī)、電液伺服高速試驗(yàn)機(jī)、霍普金森桿等。
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Instron 電液伺服高速試驗(yàn)機(jī)由常規(guī)電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)發(fā)展而來(lái),試驗(yàn)速度可達(dá)到 20m/s,應(yīng)變速率可達(dá)到 103 水平,是高速試驗(yàn)的優(yōu)選設(shè)備。


設(shè)備選擇時(shí)有哪些常見誤區(qū)
在選擇具體設(shè)備時(shí),用戶需要對(duì)主機(jī)的載荷、速度、行程等進(jìn)行綜合考慮,同時(shí)結(jié)合具體的試驗(yàn)材料、樣品、試驗(yàn)條件等選擇合適的工裝夾具,否則很可能無(wú)法滿足試驗(yàn)需求。



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以主機(jī)載荷為例,部分用戶會(huì)出于種種原因選擇小載荷設(shè)備,但在實(shí)際試驗(yàn)中并不能達(dá)到所需性能。

在選擇常規(guī)疲勞試驗(yàn)機(jī)時(shí)需要參照動(dòng)態(tài)性能曲線圖,設(shè)備的整體動(dòng)態(tài)性能也會(huì)隨載荷、位移、頻率的變化而有所不同。與之相仿,在選擇高速試驗(yàn)機(jī)時(shí)也應(yīng)有類似的考慮,設(shè)備能保持的速度會(huì)隨著載荷的提高而降低,具體如下圖所示。


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如果需要做 10kN@20m/s 的試驗(yàn),應(yīng)采用載荷為 100kN 的設(shè)備而不是 50kN 的設(shè)備,從而確保能留有余量進(jìn)行校正以保持相對(duì)恒定的試驗(yàn)速度。



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關(guān)于高速試驗(yàn)機(jī)的夾具選擇,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如 ISO26203-2 中介紹了以下幾種夾持方式。


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左邊兩種均采用了先夾持再加速撞擊的方式,試樣在測(cè)試前處于非自由狀態(tài),已受力;在達(dá)到試驗(yàn)速度時(shí)通過(guò)碰撞進(jìn)行載荷傳遞,非緊固夾持,會(huì)產(chǎn)生反彈,從而造成減速、震蕩和額外噪音,因此在毫秒級(jí)的試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的速度偏差。
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而 C 類設(shè)計(jì)很好地避免了這些問(wèn)題,樣品在試驗(yàn)前處于自由狀態(tài)不受力,在夾持時(shí)采用咬合方式可避免反彈減速、震蕩噪音等問(wèn)題,在條件允許的情況下是最佳方案。
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