Πέντε παράμετροι που καθορίζουν το πραγματικό εύρος μιας μηχανής δοκιμών εφελκυσμού

Δύο προσφορές για μια μηχανή δοκιμών εφελκυσμού μπορεί να φαίνονται σχεδόν πανομοιότυπες — ίδια χωρητικότητα, ίδιο εύρος ταχύτητας, ίδιο λογισμικό — και παρόλα αυτά να διαφέρουν κατά τρεις φορές ως προς το τι μπορούν πραγματικά να μετρήσουν. Το χάσμα σχεδόν ποτέ δεν εντοπίζεται στον αριθμό της αρχικής τιμής.

Αυτό το άρθρο ορίζει τις πέντε παραμέτρους που καθορίζουν εάν ένα μηχάνημα ταιριάζει στο χαρτοφυλάκιο υλικών σας, με τη σειρά που επηρεάζουν το αποτέλεσμα της δοκιμής. Είναι γραμμένο για αγοραστές που συγκρίνουν προσφορές και για μηχανικούς που πρέπει να υπερασπιστούν την αγορά εσωτερικά.

Ξεκινήστε από την αναφορά που πρέπει να εκδώσετε

Οι προδιαγραφές των μηχανημάτων γράφονται για να συγκρίνονται· οι αναφορές δοκιμών γράφονται για να γίνονται δεκτές. Το χρήσιμο σημείο εκκίνησης είναι επομένως η τελευταία σελίδα της μελλοντικής σας αναφοράς — ποιο πρότυπο, ποια τιμή, ποια ανοχή.

Ένα εργαστηριακό τεστ επιμήκυνσης κατά τη θραύση σε πλαστική μεμβράνη σύμφωνα με το ASTM D882, πρόσφυσης σε ταινία με αποκόλληση σύμφωνα με το ASTM D3330 και εφελκυσμού με λωρίδα σε υφαντό ύφασμα σύμφωνα με το EN ISO 13934-1 απαιτεί στην πράξη τρία αρκετά διαφορετικά μηχανήματα, παρόλο που και τα τρία είναι «δοκιμές εφελκυσμού». Η αγορά ενός.μηχανή δοκιμής εφελκυσμούΗ κάλυψη και των τριών είναι δυνατή — αλλά μόνο εάν οι πέντε παράμετροι που ακολουθούν καθοριστούν μαζί.

1. Η χωρητικότητα είναι ένα εύρος, όχι ένας αριθμός

Μια μηχανή 5 kN δεν έχει ακρίβεια 5 kN. Η ακρίβεια επαληθεύεται σε ένα καθορισμένο κλάσμα της χωρητικότητας, επομένως ένα κελί φορτίου που έχει μέγεθος για μέγιστο φορτίο καθίσταται προοδευτικά λιγότερο αξιόπιστο στις δυνάμεις όπου δοκιμάζονται στην πραγματικότητα οι μεμβράνες και οι ταινίες.

Η μέγιστη δύναμη και η δύναμη εργασίας σπάνια έχουν την ίδια τάξη μεγέθους. Μια μαλακή μεμβράνη συσκευασίας μπορεί να σπάσει στα 30 N. Η υφασμένη σακούλα του ίδιου εργαστηρίου μπορεί να χρειαστεί 2 kN. Εάν ένας αισθητήρας καλύπτει και τα δύο, η δοκιμή χαμηλής δύναμης βρίσκεται κοντά στο κάτω μέρος του εύρους της, όπου η ανάλυση είναι η χειρότερη και το κατώτατο όριο θορύβου είναι ορατό στην καμπύλη.

Ο πρακτικός κανόνας στα περισσότερα εργαστήρια είναι να διατηρούνται οι δοκιμές ρουτίνας περίπου στο άνω μισό της εμβέλειας του αισθητήρα και να διατηρείται ένας δεύτερος αισθητήρας χαμηλότερης χωρητικότητας για λεπτά υλικά. Όταν συγκρίνετε προσφορές, ρωτήστε ποιο είναι το χρησιμοποιήσιμο εύρος — όχι ποιο είναι το μέγιστο.

2. Ο έλεγχος ταχύτητας αποφασίζει εάν τα δεδομένα σας είναι συγκρίσιμα

Τα πολυμερή, οι μεμβράνες και οι κόλλες είναι ιξωδοελαστικά: η μετρούμενη αντοχή τους εξαρτάται από το πόσο γρήγορα τραβάτε. Αλλάζοντας την ταχύτητα της εγκάρσιας κεφαλής, η αντοχή σε αποκόλληση, η επιμήκυνση και το μέτρο ελαστικότητας κινούνται, χωρίς να αλλάζει τίποτα στο υλικό.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα πρότυπα καθορίζουν έναν σταθερό ρυθμό παραμόρφωσης αντί για μια μέση ταχύτητα, και γιατί ένααυτοματοποιημένη σερβο μηχανή δοκιμής εφελκυσμούείναι η βάση για κάθε εργαστήριο που εκδίδει συγκρίσιμα δεδομένα. Ένας κινητήρας σταθερής ή μονής ταχύτητας μπορεί να παράγει έναν αριθμό, αλλά δεν μπορεί να παράγει έναν δικαιολογημένο αριθμό.

Ο σερβομηχανισμός ξεκλειδώνει επίσης τις λειτουργίες πολλαπλών βρόχων — συνεχής τάση, συνεχής καταπόνηση, ερπυσμός και χαλάρωση — οι οποίες είναι αδύνατες σε ένα μηχάνημα που ξέρει πώς να κινείται μόνο με μία ταχύτητα. Εάν η γκάμα των προϊόντων σας περιλαμβάνει παρεμβύσματα, στεγανοποιητικά ή γεωυφάσματα, αυτό αποτελεί απαίτηση και όχι επιλογή.

3. Οι λαβές καθορίζουν τι μπορείτε να δοκιμάσετε

Το πλαίσιο είναι γενικό. Τα εξαρτήματα και οι λαβές είναι αυτά που καθιστούν ένα μηχάνημα κατάλληλο για ύφασμα, φιλμ, ταινία, καουτσούκ ή χαρτί. Δύο εργαστήρια με πανομοιότυπα μηχανήματα και διαφορετικά σετ λαβών θα αναφέρουν διαφορετικά αποτελέσματα στο ίδιο υλικό.

Η συνηθισμένη αστοχία εντοπίζεται στη σιαγόνα και όχι στο δείγμα. Οι σφηνωτές λαβές συγκεντρώνουν την τάση και προκαλούν πρόωρη ρήξη κοντά στη σιαγόνα σε λεπτή μεμβράνη. Οι πνευματικές λαβές με ελεγχόμενη πίεση την κατανέμουν πιο ομοιόμορφα. Ο αφρός ή το ελαστομερές χρειάζονται μια λαβή που δεν κόβει. Οι δοκιμές σε λωρίδες υφάσματος χρειάζονται σιαγόνες αρκετά φαρδιές ώστε να συγκρατούν όλο το πλάτος του δείγματος χωρίς ολίσθηση.

Για τις δοκιμές αποφλοίωσης, η γεωμετρία έχει τόση σημασία όσο και η δύναμη: οι δοκιμές αποφλοίωσης 90° και 180° είναι διαφορετικές δοκιμές και η γωνία καθορίζεται από το εξάρτημα — όχι από το μηχάνημα. Μια αναφορά που αναφέρει ένα μηχάνημα χωρίς να αναφέρει το σετ λαβής είναι μια αναφορά για μισό σύστημα.

4. Ρυθμός δειγματοληψίας και τι μπορεί να εξαγάγει το λογισμικό

Η μέγιστη δύναμη είναι ένα μόνο σημείο. Το μέτρο ελαστικότητας, η συμπεριφορά διαρροής και το σχήμα της καμπύλης αστοχίας εξαρτώνται όλα από το πόσο πυκνά ελήφθησαν δείγματα από τα δεδομένα και από το αν το λογισμικό μπορεί να υπολογίσει τις παράγωγες τιμές που ζητά το πρότυπο.

Δύο πρακτικοί έλεγχοι. Πρώτον, εάν το λογισμικό υπολογίζει τα εξαγόμενα αποτελέσματα εγγενώς — επιμήκυνση σε μια συγκεκριμένη τάση, μέτρο τέμνουσας, ενέργεια θραύσης — ή εάν ένας χειριστής αναμένεται να επεξεργαστεί εκ των υστέρων σε ένα υπολογιστικό φύλλο, όπου η ιχνηλασιμότητα εξαφανίζεται αθόρυβα. Δεύτερον, εάν τα ακατέργαστα δεδομένα μπορούν να εξαχθούν με την καμπύλη άθικτη, επειδή μια αναφορά που δείχνει μόνο μια ετυμηγορία είναι δύσκολο να υπερασπιστεί κανείς όταν ένας πελάτης αμφισβητεί μια παρτίδα.

5. Ακαμψία και ευθυγράμμιση πλαισίου

ΕΝΑκαθολική μηχανή δοκιμήςΤο πλαίσιο που παραμορφώνεται υπό φορτίο μετράει τον εαυτό του καθώς και το δείγμα. Σε άκαμπτα δείγματα το σφάλμα είναι μικρό. Σε φιλμ υψηλής επιμήκυνσης και λεπτές ίνες, η συμμόρφωση της εγκάρσιας κεφαλής και η κακή ευθυγράμμιση της στήλης μπορούν να μετατοπίσουν τα αποτελέσματα κατά περισσότερο από τις διαφορές που προσπαθείτε να ανιχνεύσετε μεταξύ των παρτίδων.

Η ευθυγράμμιση είναι αόρατη σε ένα φύλλο προδιαγραφών, γι' αυτό και αξίζει να ζητήσετε την έκθεση επαλήθευσης αντί για το σχέδιο του πλαισίου. Για τον τακτικό έλεγχο ποιότητας η απαίτηση είναι μέτρια· για ένα εργαστήριο που εκδίδει διαπιστευμένα δεδομένα,ISO 7500-1Η επαλήθευση κατηγορίας της ένδειξης δύναμης, μαζί με έναν έλεγχο επιπεδότητας και ευθυγράμμισης, είναι η απόδειξη που θα εξετάσει στην πραγματικότητα ένα τρίτο μέρος.

Τρία πράγματα που λείπουν από τα περισσότερα αποσπάσματα

• Το πιστοποιητικό βαθμονόμησης και το πρότυπο αναφοράς του. Η «ακρίβεια ±0,5%» δεν σημαίνει πολλά χωρίς να γνωρίζουμε με τι επαληθεύτηκε και σε ποιο εύρος.
• Το πλήρες απόθεμα εξοπλισμού. Μια τιμή που δεν περιλαμβάνει τα εξαρτήματα που χρειάζεστε δεν είναι χαμηλότερη τιμή.
• Όροι αδειοδότησης λογισμικού και αναβάθμισης. Μια άδεια χρήσης δεύτερου σταθμού εργασίας είναι συχνά η διαφορά μεταξύ ενός χειριστή και ενός λειτουργικού συστήματος ποιότητας.

Μια σύντομη λίστα ελέγχου αγορών.

• Καταγράψτε κάθε πρότυπο που πρέπει να υποβάλει έκθεση το εργαστήριό σας και, στη συνέχεια, αντιστοιχίστε το καθένα σε ένα εύρος δύναμης, μια ταχύτητα και έναν τύπο λαβής.
• Καθορίστε δύο αισθητήρες εάν τα υλικά σας έχουν ισχύ θραύσης μεγαλύτερη από περίπου μία τάξη μεγέθους.
• Απαιτείται σερβοέλεγχος και επιβεβαιώνεται ότι περιλαμβάνονται οι λειτουργίες πολλαπλών βρόχων, όχι προαιρετικές.
• Ζητήστε μια επίδειξη στο δικό σας υλικό, όχι σε ένα τυπικό δείγμα χάλυβα.
• Επιβεβαιώστε ότι το πρότυπο αναφοράς ταιριάζει με τη μορφή που αναμένουν οι πελάτες σας ή ο φορέας πιστοποίησης.

Συχνές ερωτήσεις