有关塑料的机械性能的信息，例如拉伸，弯曲，压缩和剪切，可以帮助优化材料配方，过程和质量控制，均可源自通用测试机。电子和数据采集和分析软件的进步提高了其性能，易用性，甚至提高了更具吸引力的价格。 Universal Testing Machines通用测试机（UTM）测试机械性能，例如拉伸，弯曲，压缩和剪切，是最常用的塑料塑料化合物在配备实验室时可能会购买的。产品开发是化合物和树脂制造商与UTM一起测试化合物和树脂的关键原因之一。其他包括测试材料以确定其对各种塑料过程的适用性，以及其特性是否符合特定的最终用途应用以及开发后的质量控制，以确保批量对解的一致性。传统上，大多数塑料成型机和挤出机都依靠从其物料供应商那里获取这些信息。但是，对改善质量控制的兴趣增加，或者更重要的是，在制造过程结束时，以及产品和过程开发，导致许多处理器在配备或升级实验室时考虑使用UTM。 
Figure 1。即将在单列拉伸中测试的塑料拉伸标本 
Figure 2。Twin column tensile tester, with a maximum load capacity of 2,200 lbf (10kN), shown testing some plastics strapping material. 各种测试是通用tEsting机器可以执行通用测试机可以使您伸展（拉伸），弯曲（弯曲），南瓜（压缩）或拉动（剪切）样品，直到破裂。 可以将机械强度特性分类，首先是在将力施加到其上时在样品中诱导应变的方向，其次就施加力的速度而言。这种静态测试通常以典型的机电通用测试机对塑料进行，涉及通常以每分钟0.001至20英寸的速度加载样品。（相反，通常在伺服液压UTM上进行的动态或循环测试，例如疲劳，涉及长时间减少负载。 机电通用测试机典型的机电UTM在相同的受控条件下在测试样品上重复测试，无论是推，拉，弯曲，弯曲还是挤压样品；唯一的变量应该是材料。您正在寻求确定材料的机械性能。正如应控制测试速度一样，样品的形状也是如此。大多数拉伸标本的设计都比末端狭窄，因此通常称为“ Dogbone”标本。 现代通用测试中的数据获取ing Machines通常在样品上直接制造了施加力（负载）和样品变形的测量。取而代之的是，电信号被发送到录音机设备，通常是计算机运行数据采集和分析软件。当然，与图表录音机类似的较早的UTM机器实际上已被数字控件和PC驱动的软件取代。典型的载荷/变形曲线代表X轴上Y轴上与变形上的两个组件 - 曲线。到目前为止，用UTM对塑料进行的最常见测试是拉伸强度，模量，弯曲强度和模量。所有测试均根据特定的ASTM和 /或ISO标准进行。还可能需要根据OEM标准，特别是在汽车，航空航天和医疗设备领域进行测试。 Tensile Testing根据ASTM D-638以及ISO 527组合拉伸和弯曲程序进行拉伸测试。拉伸性能是材料中强度最重要的单一指示。将标本拉开所需的力是确定材料破裂之前伸展多少的力量。拉伸模量是应力与低于材料比例极限的应变之比。这是最有用的拉伸数据，因为应设计零件以适应低于其下方的压力。 材料的韧性尽管在几乎需要橡胶弹性的应用中，较高的最终伸长率可能是一种资产，但对于刚性零件而言，它们的良好好处几乎没有好处，可以将它们的拉伸时间非常长。但是，中等伸长率是有益的，因为它允许吸收快速冲击和冲击。结果，应力应变曲线下的总面积表明总体韧性和打破样品所需的能量量的量度。 Flexural Testing根据ASTM D790和ISO 178进行弯曲测试。塑料的弯曲性能是通过将样品放在两个支架上并以指定速率在中心施加载荷来得出的，而失败时的负载则是弯曲强度。在弯曲中，梁均受拉伸应力和压缩应力。由于大多数热塑性塑料在此测试中不会破裂，因此无法计算弯曲强度。取而代之的是，计算5％应变时的弯曲应力 - 拉伸外表面5％所需的载荷。 压缩测试不太常见的是压缩测试，尽管它们在测试刚性细胞塑料泡沫的测试中起主要作用，该泡沫是根据ASTM D1621和ISO 844进行了测试的。材料的抗压强度被计算为破坏样品或变形所需的压力。标本达到其高度的百分比。除泡沫外，刚性塑料的抗压强度具有有限的设计值，因为它们很少仅因压缩负荷而失败。尽管如此，抗压强度数据对于区分材料的不同等级并评估不同材料的总体强度以及其他数据可能很有用。亚博网站下载根据ASTM D695和ISO 604进行此类测试。 剪切测试根据UTM的供应商的说法，对于大多数塑料而言，剪切测试较少。剪切强度是通过将样品放在打孔型剪切固定固定固定装置中获得的，并以0.005/min的速度向下推，直到样品的移动部分清除了固定部分。剪切强度计算为力/面积剪切。在可能发生这种类型的负载失败的薄膜和薄板产品中很重要，而对于模制和挤压产品的设计，这很少是一个因素。根据ASTM D732（无ISO等效），在测试中使用塑料板或模制塑料盘，厚度为0.005至0.500英寸。 Grips and Fixtures如何将样品保存在机器的底部是关键，因为执行的测试类型取决于所用的握把或固定装置的类型。对于标本材料和设计的机械设计，有数百种不同的夹具和固定装置。对于塑料的拉伸测试，最常见的类型是随着负载的增加，楔形，自我接触的握把自我收紧。对于挠曲测试，最常见的是三点弯曲灯具。压缩板用于压缩测试；这些是碟形的，具有精密级表面，可连接到机器的负载电池上。 
Figure 3。QMAT软件的测试设置部分的屏幕截图显示了可用的结果选择。 
Figure 4。单列低力测试仪测试塑料牛奶容器的抗压强度。 Configuration of Universal Testing MachinesA UTM consists of one or two vertical load bearing columns on which are mounted a fixed base horizontal plate and a moveable horizontal crosshead on top. In today’s UTMs the columns are usually of a ball screw drive construction to position the moveable crosshead, allowing the workspace to remain between the machine base and the moving crosshead. 
Figure 5。由基于PC的QMAT软件生成的结果图，显示了Peel测试的结果。 LOAD单元格和加载等级The size of a UTM is described by a combination of the maximum load rating of the frame and the load cell or load sensor device that measures the load/force. The load cell is attached to the moving crosshead that is driven by electric motors. A load cell in series with the grip measures the force, which can be displayed on a digital display or a PC. Depending on the design, the load cell can be replaced with another load cell that is better matched to the material under test, within the maximum limits of the tensile tester’s supporting frame. 负载能力和用于测试塑料的配置常用的机电单元的容量范围为100至135,000磅。无论是单柱还是双柱，测试塑料中最常用的机器都是垂直台式单元。相同的原理适用于水平机器，主要用于用于使用机器人连续测试样品的自动化过程中使用。单柱UTM机器是较低的力量机，成本较低。它们具有高达1000 lbf的框架能力。双柱UTM在1000至15,000 lbf的负载框架容量中可用（它们具有较高的能力，但极不可能用于测试塑料样品）。UTM可以配备可互换的负载单元，它们通常可以从1磅的容量中获得，并将范围扩大机器的最大容量。（例如，放置在1000磅的框架单元中的100磅负载电池可在 +-0.5％的精度下测量高达100磅的量。） 
Figure 6。在增强塑料样品上进行弯曲测试。 Choosing A Single-or tum dual柱配置根据您的测试材料类型，通常需要多少最大负载是决定选择单列或双柱机时要考虑的关键问题之一。亚博网站下载 Controlled Environment Testing还要考虑是否需要大型环境（热）室进行抗温度的测试。双单元是较高的机器，可以将较大的样品放置在柱之间插入的较大的热柜中。 机器刚度您希望框架成为多么僵硬是另一个考虑因素。双柱机器的设计本质上是僵硬的，因此测试过程中的挠度较小。另外，如果您要对泡沫进行任何压缩测试，则通常需要双列单元，因为样品较大。其他问题包括您的空间可用性以及将需要的十字头旅行量。 Computer Driven Machines Reduce Costs最后但并非最不重要的是成本问题。最新的PC驱动UTM比数字控制面板机器的价格更低，这些机器已经存在了十多年，因为它们具有更简单的电子控件，并且经常消除提供图形读数的数字显示。 Introduction to Tensile, Compression, Tear, Peel and Flexure Testing没有一小部分理论，对拉伸 /压缩 /撕裂 /弯曲 /弯曲等的介绍将是完整的。其中很多是常识，但是需要解决一些技术和行业的术语： 加载这是通过测试机中的负载层测量的标本的力量，并以lbf，kgf或n（磅的力，千克的力或纽顿）表示。 扩大This is the amount of travel that is required to apply the load and is measured in inches or mm 压力This is the amount force applied divided by the cross-sectional area. Typically, the cross-sectional area of the specimen that is used is the original cross section of the gauge length area of the specimen, and this is commonly referred to as the engineering stress. In some labs and applications, true stress is used; this is the load divided by the actual cross-sectional area; as the test proceeds, test specimens typically thin out, or neck, as the test proceeds so true stress becomes very difficult to measure since the cross sectional area is changing. Stress is measured in psi or MPa (pounds per square inch or megapascals). 拉紧拉紧is measured as the change in length of the gage length divided by the original gage length. Since this is really a ratio, strain is measured in %. Hooke's Law几乎每种材料都遵守胡克定律，该定律指出，如果将负载施加到材料上，它将与施加的负载量成比例地变形。尽管大多数材料遵守胡克定律的确，但他们只遵守比例的亚博网站下载限制。 弹性模量The modulus of elasticity is simply the ratio of stress to corresponding strain below the proportional limit of the specimen. Put another way, it is the slope of the stress vs strain graph in the elastic region of the test. This is also referred to as Youngs modulus; since it is calculated as the stress divided by the strain, it has units of psi or N/mm2 Yield PointThis is the point at which it is considered that the proprtional limit and behaviour has stopped and the material has entered into the 'plastic' zone. It is recognised by convention, as the point where there is an increase in strain without a corresponding increase in stress. Ultimate Point这是达到标本和材料能够承受的最大应力的点。 突破点这是样品最终破裂的点。应该注意的是，断裂点和最终点通常是应力 /应变图上的两个独立的不同点。 
Figure 7。压力-strain curve for ductile material |