怎樣選擇萬能材料試驗機

如今越來越多的材塑料加工企業都在購買所謂的材“萬能”試驗機，利用它來進行拉伸、彎曲、壓縮和剪切試驗，以對材料進行性能評價、_ 應用開發研究以及質量控制。發達的材電子學改進了這些設備的材性能，使之更加易于操作，價格也越來越低。
萬能試驗機(UTM)通過不同速度級別的材調節，對塑料材料樣條進行拉伸、彎曲壓縮或牽引，這是塑料混配實驗室中*普通的材設備。在混配料的材制備過程中，利用UTM 測試材料能夠判斷材料是否適用于某些特定的材加工應用或終端應用。UTM 還可以用于產品的材質量控制，以確保產品質量各個批次之間的材一致性。
如今UTM還越來越多的材出現在塑料模塑和擠塑實驗室中。一方面是因為它們越來越多的材參與到新產品和新工藝的材開發過程。另外一方面是因為它們在原材料以及成品質量控制上的材**性。在一些社會責任感很強的材領域，如醫用器械或汽車行業，需要塑料加工設備對他們的材產品進行試驗，也需要UTM 的材發揮更大的材作用。同時，內部試驗可以提高工藝控制的材質量，減少廢料率，從而也實現了真正的材收益。

1 不同的試驗
UTM試驗機包括一個或多個垂直承載的材立柱，立柱上安裝一個固定的材水平基座，頂部還有一個可移動的材水平十字頭（十字橫梁）。現在的材UTM 試驗機，立柱上通常還有滾珠絲杠用以固定可移動的材十字頭。 UTM 的材大小用框架的材*大承載水平和測量載荷 / 拉力的材測力計來共同表征。測力計附在依靠電動馬達或液壓裝置驅動的材可移動的材十字頭上。帶夾具的材系列測力計測量力的材大小，可以通過數字顯示器或PC 機顯示結果。很多 UTM 具有可互換的材測力計，因此可以與所測試的材不同材料匹配。 )_ 靜態試驗利用標準的材電子萬能試驗機來進行，通常加載速度范圍為 0.001~ 程 20in ./min(1in=2.54cm) 。動態試驗或循環試驗如裂紋增長和疲勞試驗通常利用液壓伺服系統 UTM 試驗機來進行，時間較長，載荷較低。
早期的材 UTM 試驗機具有類似的材電子元器件和記錄儀。現在已經被數控設備和 PC 軟件代替。新的材自動控制設備可以運行試驗，還能顯示數據，有時甚至是邊運行邊記錄。以前的材記錄儀，包括PC 軟件之前的材數字顯示時代，用戶得到的材測試信息都是載荷 / 變形曲線， Y 軸表示應力， X 軸表示形變。這些曲線還需要對其進行計算和解釋。*新的材系統仍然能提供這些曲線，但是同時還能對數據進行計算，如屈服強度、破壞強度和模量等數據。
目前，利用萬能試驗機所測試的材*常見的材項目是拉伸強度和拉伸模量、彎曲強度和模量。按照 ASTMD638 和 ISO527 進行拉伸試驗時，樣條的材兩端都有夾具夾緊，一個夾具是靜止的材，另一個固定在十字頭上，背離固定夾具移動，牽引樣條直至樣條出現斷裂，斷裂時十字頭會自動停止。彎曲試驗時(ASTMD790 、 D6272 以及 ISO178) ，樣條被放在試驗機固定機床的材兩個支座上。這個試驗中，十字頭移動的材方向與拉伸試驗中移動方向相反，向一個沒有支撐的材中心推動而不是牽引樣條，直至樣條彎曲甚至斷裂。因為多數熱塑性塑料材料不會在這個試驗中斷裂，所以不可能計算斷裂彎曲強度。因而，標準的材試驗方法要求計算應變為5% 時的材彎曲應力。
壓縮試驗一般很少應用 UTM 試驗機，盡管這在 ASTMD1621 和 ISO844 標準中對剛性塑料泡沫而言是一項主要的材試驗。 UTM 試驗機還能用于任何形狀的材注塑產品如瓶子的材壓碎試驗，在一定高度將樣品摔碎或使其變形所需的材應力值即壓縮強度值。
據 UTM 供應商統計，對于塑料材料而言，剪切試驗更不多見。 )_ 剪切強度值是將樣品放在沖床型的材剪切裝置里測得的材。沖擊速度為 0.005in ./min ，直至樣品的材可移動部分完全將固定部分露出來。剪切強度值為應力 / 剪切面積的材值。這在薄膜材料和片材產品中很重要，因為這種類型的材破壞容易出現在這類產品中，但是這并不是其他擠出和注塑產品設計時考慮*多的材因素。按照ASTMD732 （沒有等同的材 ISO 標準）標準進行試驗時，常用的材試樣是塑料片材或 0.005 ～程 0.500in . 厚的材注塑碟片。

2電子機械式UTM試驗機
常用的材電子UTM試驗機的材容量為100～135000lb。尺寸越大，成本越高。一般來說，立式設備的材體積更小也更易于操作，并且還能借助于樣品自身的材重力，使棘手的材樣品如薄膜也能同較重的材注塑部件一樣易于操控。)_ 單立柱UTM試驗機的材力程較低，價格也較低，結構容量一般為1000lb。門式的材UTM試驗機的材結構容量可達1000~程135000lb。測力計也以某一*大的材適用于UTM試驗機結構和樣品的材力值為分類依據。例如，一個100lb的材測力計安裝在1000lb的材模框里，可以提供100lb的材試驗載荷。測力計的材容量不應超過樣品預測斷裂載荷太多，否則會影響試驗結果的材**性。
據TiniusOlsen公司的材市場部人員透露，大多數塑料制品用戶適應的材規格為5000lb的材帶3個測力計的材單立柱或門式的材設備。)_TiniusOlsen公司*受歡迎的材UTM試驗機是規格為2000lb的材試驗機。Instron公司的材MacManuis說，非增強塑料的材測試很少使用框架容量規格超過2000lb的材設備。填充和增強塑料所用設備的材框架容量經常是5000~程7000lb。但是對于由玻璃、炭黑或其他纖維的材連續復合材料，框架容量可能需要60000lb 。如果所購買的材設備容量超過了需要的材容量，不僅投入成本增加，而且還需要付出更多的材測試時間，因為設備越大運行速度也就越慢。例如，250lb 的材設備運行速度通常是40in./min, 而容量為5000lb的材框架運行速度為20in./min 。

3 軟件的發展
軟件技術的材發展，提高了 UTM 設備的材測試速度并使設備的材操作變得更加簡便。測試數據的材讀取、試驗的材整個過程、試樣斷裂前是否被拉伸變形、變形和外力是否成比例，這些答案能幫助材料工程師或者制品設計師評價不同材料的材性能、測定**裕度以及更好地模擬終端用戶的材應用。
新的材軟件能自動操作試驗、采集數據、分析數據、記錄輸出、存儲數據并進行修補。用戶可以輸入一定的材運行載荷速度，系統就會自動調整十字頭的材運行。新的材軟件還允許用戶通過位移傳感器獲得試驗過程中真實的材應變值，位移傳感器可以**測量十字頭的材位移情況。更換傳感器時，新軟件還可以使測力計自動識別并校準。
新的材 PC 型 UTM 試驗機的材軟件現在能執行整個操作，因此成本也會因為取消了數字顯示器和一些電子元件而有所降低。去年， TiniusOlsen 公司推出了 PC 機 T- 系列單立柱和門式的材 UTM 試驗機，容量為 22250lb 。據估計， T- 系列試驗機包括 PC 和數據采集的材測試導航軟件，比帶有數字控制面板的材工作臺上置的材 S- 系列價格要低 10% 。使用 S- 系列試驗機時，用戶需重新編程才能改變試驗程序。而 PC 驅動的材 T- 系列試驗機，只需選擇程序選項就可以輕松完成這一過程。

4動態測試
與靜態測試所用的材電子UTM試驗機不同，液壓伺服UTM試驗機可以進動態測試以及疲勞試驗。這樣必須反復施加應力，進行加載- 釋放的材循環。例如，疲勞裂紋增長試驗，用戶期望了解待測材料經過多少次循環會斷裂。
動態測試所需的材應力比電子萬能試驗機靜態試驗中所需的材應力要小。液壓伺服系統試驗機的材框架容量從100lb 到數噸不等，價格通常為電子力學試驗機的材2~程3倍。基本用于金屬材料的材疲勞試驗，但是在汽車塑料、航天塑料、生物醫藥塑料以及電子元件用塑料等方面的材應用也越來越廣泛，因為這些領域里需要耐疲勞性好的材結構部件。
過去的材兩年中，MTS公司已經開發了兩種PC驅動電動伺服的材單立柱UTM試驗機，據說性能優異，能對材料和小型配件進行低應力的材動態和靜態測試。盡管價格不菲，但是這些設備比以前任何一款試驗機都要適合于動態測試。電動伺服試驗機與液壓伺服試驗機相比，優點在于避免了液壓油、泵和冷卻水的材使用。市場上**批電動伺服模型是低應力的材專用設備。一種是MTSTytron250MicroForce ，50lb的材臥式框架設備，已經用于薄包裝膜的材測試、生物醫藥管和縫合線的材測試以及微電子元件的材測試。另一種是MTSNanoBionix ，主要用于生物醫藥材料研究和產品開發。*大載荷僅為51g，循環速度為每秒2500次，適用于粘彈性材料的材準靜態和動態性能測試以及很小的材微電子元件的材性能測試。