微機控制電子拉力試驗機試件加持不牢固打滑的原因及解決辦法
電子拉力機作為材料力學性能測試的核心設備,廣泛應用于塑料、橡膠、金屬等材料的拉伸、剝離等試驗。然而,測試過程中常出現試樣打滑問題,導致數據失真甚至設備損壞。本文將從設備結構、操作規范及材料特性三方面分析打滑成因,并提出針對性解決方案。
一、打滑現象的成因分析
設備結構缺陷
夾具磨損:楔形塊斜面是夾具的核心部件,長期使用后斜面可能因氧化鐵皮堆積或金屬碎屑嵌入而粗糙度下降,導致夾持力不足。例如,某汽車零部件廠在測試高強度鋼時,因未及時清理夾具斜面,導致拉伸試驗中試樣多次打滑。
夾具選型不當:不同材料需匹配不同夾具。例如,測試橡膠試樣時若使用平口夾具,因橡膠表面摩擦系數低,易在拉伸過程中發生位移。
操作不規范
夾持長度不足:根據ASTM D638標準,試樣夾持長度應至少為夾具齒面長度的80%。若夾持長度過短,楔形塊局部應力集中,可能引發塑性變形或斜面塌陷。
預緊力不足:部分操作員未在夾緊試樣后施加預緊力,導致試樣在受力初期即發生滑動。例如,某包裝材料廠在測試PET薄膜時,因未施加預緊力,導致剝離試驗數據偏差達15%。
材料特性影響
表面光滑度:如鋁箔、離型紙等表面光滑材料,需使用涂層夾具或增加表面粗糙度處理。
溫度敏感性:高溫環境下,橡膠、塑料等材料可能軟化,導致夾具與試樣間摩擦系數降低。
二、解決方案
設備維護與升級
定期清潔夾具:每次試驗后需清理楔形塊斜面及齒面,避免金屬碎屑堆積。建議每季度對夾具進行深度保養,包括拆解清洗、表面拋光及潤滑處理。
選用不同夾具:針對不同材料開發不同夾具,如纖維材料需使用纏繞式夾具,軟質材料需采用氣動夾具。
規范操作流程
標準化夾持:嚴格遵循GB/T 1040標準,確保試樣夾持長度與夾具齒面長度匹配。例如,測試塑料薄膜時,夾持長度應控制在50-60mm。
施加預緊力:通過橫梁微調功能施加2-5N的預緊力,確保試樣與夾具充分貼合。
材料預處理
表面粗糙化:對光滑材料表面進行噴砂或刻痕處理,增加摩擦系數。例如,某電子廠在測試銅箔時,通過激光刻痕將打滑率從30%降至5%。
溫度控制:在高溫試驗中,采用恒溫箱控制環境溫度,避免材料軟化。