尽管大量树脂和金属材料表现出塑性变形行为,但陶瓷和玻璃材料几乎没有塑性变形。亚博网站下载相反,它们容易易碎。当使用短时和高速测量获得脆性材料的材料强度时,所得的强度值和任何数据散射都可能取决于测试机的采样亚博网站下载速度。
该实验旨在评估采样速度对测量强度值的影响。它通过使用数据处理来调整测试后的采样速度来通过对树脂和陶瓷样品进行强度测试的性能来确定这一点。
树脂的拉伸测试
一个签名AGX™-10 KNV Precision通用测试机(来自Shimadzu Corporation)用于对丙烯酸树脂进行拉伸测试。以3000毫米/分钟的最大速度进行测试。采样速度设置为10000 Hz。
表1和表2分别显示了有关特定测试条件和样品的其他信息,而图1显示了测试本身的图片。测试完成后,使用数据稀释处理来获取对应于四个采样速度(5000 Hz,1000 Hz,100 Hz,100 Hz,20 Hz)的数据。
表格1。测试条件。资料来源:Shimadzu科学仪器
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乐器 |
: |
AGX-V Precision通用测试机 |
称重传感器 |
: |
10 kn |
测试夹具 |
: |
5 kN气动扁平握把 |
握牙 |
: |
单档牙齿握 |
握把之间的初始距离 |
: |
115毫米 |
软件 |
: |
梯形™X-V单 |
测试速度 |
: |
3,000毫米/分钟 |
采样速度(HZ) |
: |
10,000、5,000、1,000、100、20 |
表2。标本详细信息。资料来源:Shimadzu科学仪器
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树脂 |
: |
丙烯酸 |
狭窄部分的尺寸 |
: |
宽度10 mm×厚度4毫米 (ISO 527哑铃形型1A) |
图1。树脂试样的拉伸测试。图片来源:Shimadzu科学仪器
图2(a)显示了在10000 Hz下进行的测量结果,而图2(b)至2(e)包括完成数据变细后过程后每个采样速度的结果。由于该实验使用了短的测量时间(约为0.5s),因此在20 Hz获得的数据和100 Hz获得的数据之间观察到了明显的差异。
图2。试验结果。图片来源:Shimadzu科学仪器
表3提供了在每个单独采样速度下的拉伸强度的详细信息,而强度降低比在10000 Hz时的强度降低了 - 设置为标准值。
表3。测试结果通过采样速度(平均值,测试样品数量:5)排序。资料来源:Shimadzu科学仪器
采样速度(HZ) |
拉伸强度(MPA) |
强度降低比*(%) |
10000 |
96.30 |
- |
5000 |
96.30 |
0 |
1000 |
96.24 |
0.06 |
100 |
95.44 |
0.89 |
20 |
92.69 |
3.75 |
*标准强度与10,000 Hz时的强度之比。
10000 Hz的强度下降在100 Hz时为1%,在20 Hz时为4%。这是峰值检测不准确的结果。由于这种不准确性,如果要正确评估丙烯酸树脂的高速拉伸强度,则需要1000 Hz的最低采样速度。
陶瓷的压缩测试
一个Autograph AGX™-100 KNV精密通用测试机(来自Shimadzu Corporation)用于对氧化铝样品进行压缩测试。为了保护压缩板,在此测试中使用了金属垫片。测试速度设置为1500 mm/min的最大值,而采样速度设置为10000 Hz。
表4和表5分别显示有关特定测试条件和样品的其他信息,而图3包括测试本身的图像。测试后,数据稀疏处理再次被用来生成与四个不同的采样速度(5000 Hz,1000 Hz,100 Hz,100 Hz,20 Hz)相对应的数据。
表4。测试条件。资料来源:Shimadzu科学仪器
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。 |
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乐器 |
: |
AGX-V Precision通用测试机 |
称重传感器 |
: |
100 kn |
测试夹具 |
: |
固定压缩板φ100毫米 金属垫片 长度70毫米×宽度65毫米×厚度30毫米 |
软件 |
: |
梯形X-V单 |
测试速度 |
: |
1,500毫米/分钟 |
采样速度(HZ) |
: |
10,000、5,000、1,000、100、20 |
表5。标本详细信息。资料来源:Shimadzu科学仪器
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。 |
陶瓷制品 |
: |
氧化铝 |
方面 |
: |
φ5毫米球 |
图3。压缩测试。图片来源:Shimadzu科学仪器
图4(a)显示以10000 Hz获取的结果,而图4(b)至4(e)显示了处理每个不同采样速度的结果。与树脂(0.04 s)的拉伸测试相比,较短的测量时间的利用导致了力峰值在1000 Hz的采样速度下的差异。
图4。试验结果。图片来源:Shimadzu科学仪器
表6在四个采样速度中的每个采样速度中显示出抗压强度和标准偏差,以及与10000 Hz标准值相比的强度降低比。表6中显示的数据表明,较低的采样速度会导致较高的标准偏差和增加的数据散射。
表6。测试结果通过采样速度(平均值,测试样品数量:5)排序。资料来源:Shimadzu科学仪器
采样 速度(Hz) |
抗压 强度(kn) |
标准 偏差(kn) |
力量 降低比率*(%) |
10000 |
18.87 |
0.86 |
- |
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 |
*标准强度的强度降低的百分比降低了。
还应注意的是,与10000 Hz的强度标准值相比,计算出1000 Hz,100 Hz和20 Hz的采样速度所获得的材料强度值。可以得出结论,该测试需要5000 Hz或更高的采样速度才能准确评估材料强度。
结论
该实验是对陶瓷和材料进行的高速强度测试,并在亚博网站下载采样速度并测量的强度值。
结果表明,采样速度是进行准确评估强度时的关键,以脆性材料的短测量时间进行高速测试。亚博网站下载
Shimadzu AGX-V很容易地满足这一要求,并能够正确检测力峰,从而可以材料强度。该仪器舒适地促进了高速测试以及最高10000 Hz的高采样速度。
此信息已从Shimadzu Scientific Instruments提供的材料中采购,审查和改编。亚博网站下载
有关此消息来源的更多信息,请访问Shimadzu科学仪器。