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且慢!你真的选对高速试验机了吗?

更新时间:2023-04-21浏览:505次



为何选择高速试验机
随着新材料的发展与计算机辅助工程的广泛应用,对新产品的研发来说,得到材料、结构、成品等在实际使用工况下的力学性能变得越来越重要。因此基于传统的准静态测试,更高速的试验应用正逐步扩展到更多行业,如模拟汽车的碰撞、安全带/安全气囊的打开、飞机的鸟撞等。

根据不同试验速度,进行此类试验所使用的手段也多种多样,例如冲击试验机、电液伺服高速试验机、霍普金森杆等。
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Instron 电液伺服高速试验机由常规电液伺服疲劳试验机发展而来,试验速度可达到 20m/s,应变速率可达到 10³ 水平,是高速试验的优选设备。


设备选择时有哪些常见误区
在选择具体设备时,用户需要对主机的载荷、速度、行程等进行综合考虑,同时结合具体的试验材料、样品、试验条件等选择合适的工装夹具,否则很可能无法满足试验需求。



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以主机载荷为例,部分用户会出于种种原因选择小载荷设备,但在实际试验中并不能达到所需性能。

在选择常规疲劳试验机时需要参照动态性能曲线图,设备的整体动态性能也会随载荷、位移、频率的变化而有所不同。与之相仿,在选择高速试验机时也应有类似的考虑,设备能保持的速度会随着载荷的提高而降低,具体如下图所示。


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如果需要做 10kN@20m/s 的试验,应采用载荷为 100kN 的设备而不是 50kN 的设备,从而确保能留有余量进行校正以保持相对恒定的试验速度。



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关于高速试验机的夹具选择,相关标准如 ISO26203-2 中介绍了以下几种夹持方式。


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左边两种均采用了先夹持再加速撞击的方式,试样在测试前处于非自由状态,已受力;在达到试验速度时通过碰撞进行载荷传递,非紧固夹持,会产生反弹,从而造成减速、震荡和额外噪音,因此在毫秒级的试验过程中会产生较大的速度偏差。
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而 C 类设计很好地避免了这些问题,样品在试验前处于自由状态不受力,在夹持时采用咬合方式可避免反弹减速、震荡噪音等问题,在条件允许的情况下是最佳方案。
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