陶瓷材料和树脂材料中拉伸试验检测方案(万能试验机)

Application No.i279Newshttp：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行行：2020年6月400-650-0439 ApplicationNews 材料试验机 采样频率对强度值的影响 多数金属材料和树脂材料大多会出现塑性变形，但玻璃和陶瓷几乎不会出现塑性变形，而是发生脆性断裂。在通过高速度、短时间检测求得脆性材料等的材料强度时，强度值可能会因为材料试验机采样频率的不同而发生变化，出现偏差的机率增加。 本次实施了陶瓷、树脂的强度试验，试验后变更采样频率，确认了采样频率对强度值的影响。 Y. Kamei |树脂的拉伸试验 表1所示为树脂的拉伸试验条件，表2所示为试样的信息，图1所示为试验情形。按照 AGXTM-10kNV 型精密万能试验机的最高速度3000 mm/min、采样频率10000 Hz进行聚丙烯树脂的拉伸试验。试验后对数据进行筛选处理，创建对应4种采样频率(5000 Hz、1000 Hz、100 Hz、20 Hz) 的数据。 表1试验条件 仪器规格 ： AGX-V 称重传感器 ：10kN 试验夹具 ：5kN气动式平面型夹具 夹齿 ：单侧锉纹齿 夹齿间距离 ： 115 mm 软件 ： TRAPEZIUMTM X-V单 试验速度 ： 3000 mm/min 采样频率(Hz) ：10000、5000、1000、100、20 树脂 表2试验片信息 ：丙烯 图1试验情形 图2(a)所示为10000 Hz 下的测试结果，图2(b)~(e)所示为进行筛选处理后的各采样频率的结果。本次试验的检测时间约为0.5秒少右，所以在100 Hz 和 20 Hz 的频率下，数据间的间隔过大，无法充分捕捉峰值点。表3所示为各采样频率下的拉伸强度和以 10000 Hz 为基准的失强率。在100 Hz 下出现1%左右的失强率，20 Hz 下出现4%左右的失强率，低于10000 Hz 的强度，无法充分捕捉峰值点。根据上述结果，在聚丙烯树脂的高速拉伸试验中，需要采用1000 Hz 以上的采样频率。 图2试验结果 表3各采样频率下的试验力总结(n=5的平均值) 采样频率(Hz) 拉伸强度 (MPa) 失强率*(%) 10000 96.30 - 5000 96.30 0 1000 96.24 0.06 100 95.44 0.89 20 92.69 3.75 * 以 10000 Hz 为基准的失强率 陶瓷的压缩试验 表4所示为陶瓷的压缩试验条件，表5所示为试样信息，图3所示为试验情形。为了保护压盘，使用金属垫片进行了试验。在 AGX-100kNV型精密万能试式机的最高速度1500 mm/min、采样频率10000 Hz 下实施了氧化铝的压缩试验。试验后对数据进行筛选处理，创建对应4种采样频率(5000 Hz、1000 Hz、100 Hz、20Hz)的数据。 表4试验条件 表5试验片信息 陶瓷 ：氧化铝 图3试验情形 图4试验结果 AGX及TRAPEZIUM 是岛津制作所株式会社在日本和其他国家的商标。 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 图4(a)所示为 10000 Hz 下的测试结果，图4(b)~(e)所示为进行处理后的各采样频率的结果。与树脂的试验相比，本次试验的检测时间非常短，只有0.04秒左右，所以在 1000 Hz、100Hz、20 Hz 的频率下，数据间的间隔过大，无法充分捕捉峰值点。表6所示为各采样频率下的压缩强度、标准偏差、以及以10000Hz 为基准的失强率。由此可知，采样频率越低，标准偏差越大，偏差也就越大。此外，与10000 Hz 相比，在1000 Hz、100Hz、20 Hz 采样频率下，失强率达到1%以上，无法顺利捕捉峰值点。因此，实施氧化铝等的脆性材料试验时，需要5000 Hz 以上的采样频率。 表6各采样频率下的试验力总结(n=5的平均值) 采样频率(Hz) 压缩强度(kN) 标准偏差(kN) 失强率*(%) 10000 18.87 0.86 一 5000 18.86 0.87 0.03 1000 18.60 0.91 1.40 100 15.32 3.15 18.8 20 10.79 3.70 42.8 *以10000 Hz 为基准的失强比例 总结 本次实施了陶瓷、树脂的高速度强度试验，确认了采样频率与强度值的关系。从本次的结果可知，采样频率越快，越能正确捕捉峰值点。 在高速度试验、发生脆性破坏的材料等检测时间较短的试验中，采样频率对正确评估强度来说是非常重要的。AGX-V系列可以在从低速到高速的大速度范围内进行试验，并且，高速试验所需的采样频率最高可设置为10000 Hz，完成不错过峰值点的试验。 岛津应用云 ( 免责声明： ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) 多数金属材料和树脂材料大多会出现塑性变形，但玻璃和陶瓷几乎不会出现塑性变形，而是发生脆性断裂。在通过高速度、短时间检测求得脆性材料等的材料强度时，强度值可能会因为材料试验机采样频率的不同而发生变化，出现偏差的机率增加。本次实施了陶瓷、树脂的强度试验，试验后变更采样频率，确认了采样频率对强度值的影响。