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弯曲试验的试验工具

弯曲载荷是实际工况中最常发生的载荷类型之一,因此当对各种各样的材料进行测试时,它是一项重要的考量因素。弯曲试验也因而用于测定钢、塑料、木材、纸张、陶瓷和其他材料的机械性能。

特性值通常通过3点或4点弯曲试验获得。

当弯曲荷载作用于对称的横截面时,会沿一条边在最外面的纤维中产生拉伸应力,而在另一侧的最外面纤维中产生压缩应力。两侧的应力随着距中性轴的距离而增加,因此它们的最大值都出现在边缘区域。如果达到材料的拉伸或压缩屈服点,则会发生塑性流动。

在弯曲试验期间,试样中还会产生剪切应力。为了在试验过程中保持尽可能低的剪切应力百分比,跨距与试样厚度之比必须尽可能大。然而,大多数情况下,相关试验标准中对跨距都有规定。

弯曲试验通常首选矩形横截面试样。

2点弯曲试验工装

2点弯曲试验工装适用于纸张、纸板和薄膜试验,用于测定纸张、纸板和硬纸板(如按照DIN 53121或ISO 5628标准)、塑料(按照DIN 53350标准)以及涂层纺织品的抗弯刚度(采用横梁方法)和抗弯强度。

3点弯曲试验

加载装置包含两个平行放置的试样砧座,两个砧座的中间还有一个上压头。上压头向试样施加载荷。

根据标准提出的要求,砧座和上压头必须有固定、旋转或摇摆的托架,以使测试符合规范。

该试验主要用于韧性和弹性材料。

为了最大程度地减少试验过程中的摩擦影响,可以安装压头,以便绕其纵轴旋转。摇摆托架可以与上压头和砧座支架配合使用,确保它们与试样平行。

4点弯曲试验

与3点弯曲试验一样,4点弯曲试验工装也包含两个平行放置的砧座,根据试验要求,这些砧座必须有固定、旋转或摇摆的托架。

该试验与3点弯曲试验的区别在于向试样施加载荷的方式。4点弯曲试验是通过两个对称于砧座放置的上压头来施加载荷的。然后,两个力作用区域之间的弯矩是恒定的。

该试验主要用于测定脆性材料弯曲时的弹性模量。

用于4点弯曲载荷试验的Dynstat弯曲工具,符合DIN 53435 – DB – G标准

如果因空间不足,只能从注塑件取相对较小的试样,则这两种Dynstat试验方法可为质量保证和产品开发中
静态和动态材料性能的比较表征提供有趣的选项。

应用范围

Dynstat弯曲工具可用于测定塑料在承受4点弯曲载荷(按照DIN 53435 – DB – G)时的特性。它用于表征塑料制成的部件的材料性能。

功能说明

Dynstat弯曲试验设计为四点弯曲试验。使用这个试验工装,现在还可以在一台试验机上完成试验。试验开始时的跨距设置为12 mm和2 mm。这意味着只有长15 mm的试样可以用这种方法进行测试。试验工装的旋转运动产生了弯曲变形。测试结果为试验期间测得的最大弯曲应力。使用试样的弯矩和阻力矩计算得出。如果试样在达到标准规定的Dynstat弯曲角度时没有断裂,则测量该点处的弯曲应力。

弯曲试验工装的其他元件

弯曲试验工装的其他元件

模具
上压头保持架
弯曲台
摇杆和加长杆
弯曲试验工装的其他元件

模具

模具的上压头具有固定的半径r,它们用于3点弯曲试验且连接在顶部。所有模具都通过16H7接头(不配备)与安装螺柱连接。此外,所有模具都经过表面硬化硬度(硬度 = 700 HV)和DNC处理(DNC 520/5 µm),也就是表面经过镀镍处理,镀层深度为5µm。有关模具的安装,请参见“上连接系统”图。

上压头保持架

上压头保持架用于保持本节稍后列出的上压头。它们用于3点弯曲试验且安装在上面。所有上压头保持架均具有相同的连接直径,即16H7 mm。有关模具的安装,请参见“上连接系统”图。

弯曲台

根据承重能力,可以将三种不同的弯曲台(A型、B型和C型)分为三个力级别:

  • A型弯曲台较轻,可用于最大20 kN的力。
  • B型弯曲台可用于中等大小的力。中型弯曲台系列适用的最大试验力为10 kN至250 kN,具体视弯曲台大小和安装类型而定。
  • C型弯曲台属于重型系列,可用于最大的力。当弯曲台长度达到约600 mm时,此系列的所有弯曲台均可承受250 kN的最大载荷。如果长度超过上述值,弯曲台则会有加载限制。

这三种类型的弯曲台既可以用于3点弯曲试验(安装在下方),也可以用于4点弯曲试验(安装在上方和下方)。

跨距是通过螺栓和夹持杠杆在弯曲台上手动调整的。左右两侧必须分开调整(订货号为317121的B型弯曲台除外)。弯曲台的下部可以通过接头、法兰进行连接,也可以直接连接到横梁(A型和B型弯曲台只能连接到台式试验机的横梁)。有关弯曲台的安装,请参见“上连接系统”和“下连接系统”图。A、B和C型弯曲台的T型槽螺母彼此不兼容。

试样弯曲在最大跨距处受到限制(弯曲试验支座发生了旋转)。

摇杆和加长杆

摇杆和加长杆可以选择性地与B型和C型弯曲台配合使用,用于3点弯曲试验工装(安装在下方)和4点弯曲试验工装(安装在上方和下方)。它们安装在弯曲试验支座和压头之间。摇杆/加长杆可以选择性地与弯曲台上的加长杆或摇杆配合使用。为了稳定起见,每侧应最多使用1个摇杆或加长杆。

弯曲试验工装的其他元件

  • 摇杆和加长杆(选件)
  • 旋转上压头/压头
  • 刚性上压头/压头
  • 插片
  • 刚性压头
  • 保护屏(选件)
  • 试样止动块(选件)

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