硬度试验及硬度试验方法

带砝码的固定荷载

• 在过去，通过使用砝码的固定荷载对硬度试验机施加试验力。这就是说，通过直接作用的质量施加特定的试验力。试验力通常可以通过杠杆机构或通过改变砝码来调节。
• 在差深法（如洛氏法）中，通过对主要载荷的附加砝码进行耦合来施加预载荷和主要载荷。
• 这种结构的固定载荷系统通常带有阻尼元件，以便能够在不产生冲击的情况下施加试验力。即便如此，由于系统类型的原因，仍无法避免超出试验力。此外，振动和冲击对硬度测量有相对较大的影响。

带弹簧的固定荷载

有些硬度计（特别是便携式系统）使用固定荷载与弹簧结合的系统来施加力。这意味着不通过直接作用的质量施加特定的试验力，而是通过弹簧来施加，因此力保持恒定且无法改变。与直接作用的质量（重量）相比，该系统的优点是对振动不敏感。

闭环控制

一般来说，闭环控制系统的作用是使指定物理量（控制变量r）达到所需的值（设定值s），并通过测量和调整实际值(i)使其保持在该水平。闭环会持续地执行测量、比较和调整任务。

ISO 7206-4：

外科植入物 - 部分及全部使用髋关节假体 - 第4部分：测定干股骨部件的持久性能

试验标准ISO 7206-4规定了用于测定股骨柄持久性能的循环载荷和循环次数。至少6个股骨柄必须承受500万次载荷循环，载荷最高为2300N、最低为300N。

ISO 7206-6：

外科植入物 - 部分及全部使用髋关节假体 - 第6部分：干股骨部件颈部区域的持久性能测试和性能要求

试验标准ISO 7206-6用于测定股骨颈区域的持久性能。本试验模拟的是磨损不堪的股骨柄。根据该标准，至少6个股骨柄必须承受1000万次载荷循环，载荷为5.34 kN (R=0.1)

简单的测试配置和可追溯性

• 此智能向导程序向用户显示必须配置的试验参数，并自动检查所有条目的合理性。
• 可自由选择的加热斜坡、最高和最低温度、保持时间和预循环次数；加热和冷却的各个参数以及不同相移
• 存储试验参数用于未来试验
• 测试系统和系统设置的日志记录。 这样，您总能找到问题的答案： “谁在什么时候做了什么，原因是什么，以及谁是负责人？”

自动执行试验

• 在循环热载荷和机械载荷下可靠地测定材料性能是一项精密的试验任务，然而，使用这种知识型专家系统可以大大简化试验任务。
• 根据要试验的损坏机制，可以参数化不同的温度和机械应变序列。
• 测试系统的操作设计为完全直观化。 从准备和运行试验到分析结果（不需要单独的计算或外部软件支持），向导会指导操作员完成测试的各个步骤。

实时数据采集

• 实时采集并处理温度、试验力和应变，以获得可靠的测试结果
• 试验力和应变控制的机械设定值序列以及自动调节加热和冷却循环的热设定值序列的测定和规定
• 机械和热循环的精确控制和同步
• 实时显示测试序列，实现最佳测试监控

灵活方便的评估选项

• 所有测试周期的存储，具有清晰的评估选项和灵活的NI TDMS文件格式导出界面，便于进一步使用，例如在Excel中
• 使用软件可以完整记录最多500个周期，并且可以单独或联合显示这些周期。
• 对保护模式下所执行试验的所有试验数据进行附加验证
• 轻松将数据导出到所有常见的评估/分析平台，并比较各试验类型的循环应力-应变曲线。

产品调研和研发

• 评估食物的质量和处理性能
• 生产出理想质构的食物：对多种配方和成分及它们在制造过程中对产品的影响
• 产品对比：用于产品优化：新的或备选的成分可与现有成分进行对比，或将自己的产品与竞争对手的产品进行对比（标杆管理）
• 测定包装对产品质量的影响

质量测试

• 货物进料检查：可设定偏差，检查进货产品并交货。可简便追踪产品变化及不同制造商间的质量差异。
• 制造前及制造过程中：测定产品在制造过程中的结构变化，以及过程中参数的改变有何影响，如温度、湿度和烹饪/烘焙时间。对制造过程或成品进行质量控制以确保质量稳定性。
• 运输/储存：可通过测定堆垛性、紧实度、保质期和保鲜度对储存环境的影响进行评估。
• 在销售点(POS)的新鲜度和在顾客家中的保鲜度：产品性能是否能保持到保质期的最后？

简单拉伸试验

ZwickRoell有多种材料试验机用于材料的拉伸试验，试验力最高达2,500 kN；试验机在大载荷下也能得到精确的测量结果。

测定r值和n值的拉伸试验

通常来说，薄板需要同时具有高延展性和高强度特性，拉伸试验中测定的r值和n值可以用来表征薄板的成型性能。n值描述了在塑性变形直至均匀伸长期间的加工硬化，也就是应变增加；r值则描述了垂直方向的各向异性。n值由拉伸应力和应变决定，而确定r值则需要测量试样在拉伸过程中的横向应变。

双轴拉伸试验

试验机的一个独特的功能就是进行双轴拉伸试验，用于测定材料的变形性能。该功能主要用于研究与开发，因为这可以在试样的交点处施加确定的应力并对其进行观测。ZwickRoell生产这些双轴试验机以满足客户需求。在大多数情况下，应变是通过非接触式的光学引伸计测量的。ZwickRoell可以提供两种不同的解决方案。ZwickRoell与专业合作伙伴一道，开发出了高分辨率应变分布测量解决方案。

方法A，MFR

• 在这个方法中，挤出物在连续的间隔时间被切割，再用一个分析天平称量一下它们的总重量。
• 测试结果为单位时间的挤出物的质量，规定为g/10 min。
• 操作人员必须监督整个试验程序，因此测试自动化程度不高。

方法B，MVR

• 这个方法测量的是一定间隔内聚合物熔体的挤出体积，与挤出物的质量不同。熔融指数仪必须配备一个活塞位移传感器。MVR的结果是单位时间挤出物的体积。表示为cm³/10 min，是通过活塞在单位时间内的位移计算的。
• 当熔融一个均匀密度的材料时，熔体密度可用于将MVR数值转化为MFR数值。如果塑料没有填实，由于料筒中不均匀的分布一般得不到精度高的结果。
• 这个方法的一大优点是不需要机械切割挤出物。整个试验程序的执行不受操作人员的额外影响。

根据ASTM D1238的方法C，半模尺寸

• 应用领域为聚烯烃，其MRF值大于75 g/10 min
• 有两种替代方法来测试这些材料：把试验负荷设置得小一点，或者用一个高度为标准一半且内径为标准一半的口模。
• 这些选项也适用于ISO 1133-1标准的试验。 然而，不能将此结果与用标准口模测得的试验数据进行直接对比。

根据ASTM D1238的方法D，多阶段试验

• 对于聚烯烃有一种常用的做法是在不同载荷下测定MVR值来计算流动速率比（FRR）。用简单的熔融指数仪需要几次加料才能得出结果。配备一个自动负荷转换器的熔融指数仪能通过一次在料筒中加料测量一系列多负荷下的数值。
• ZwickRoell生产用于试验方法A的简单熔融指数仪，并集成具备自动位移测量的仪器，能够用于试验方法A和方法B的测量。

分析工具

2D DIC中的分析工具

• 測量點：可根據需要將這些測量點置於應變圖中的任何位置。
• 標距長度或虛擬延伸計：在應變圖上建立兩個點，確定這兩點之間的距離變化。
• 交叉點：沿直線可直觀地觀察應變的發展。交叉點隨試片而變形。此外，還有一個交叉點堆疊，選定的時間步長將透過它顯示在圖表中，從而顯示交叉點隨時間的發展。
• 虛擬應變計：對於虛擬應變計，您可以單獨定義其位置、尺寸和角度。此外，還可以將多個虛擬應變計以不同的角度彼此疊放。例如，兩個虛擬應變計可以組合成一個雙軸應變計，測量網格互相垂直。虛擬應變計可以為您節省大量時間和成本。

创建图形/图表

圖形顯示/圖表

以下測量值可以顯示為應變圖和圖表的形式：

• X方向上的位移
• Y方向上的位移
• 局部縱向應變Ɛ_x
• 局部橫向應變Ɛ_y
• 局部剪切應變Ɛ_xy
• 最大標稱應變
• 最小標稱應變
• 泊松比
• 等效 Von Mises 應變

向量圖可以在所有應變圖中顯示，從而顯示主應變方向。

导出选项

匯出選項：

• 以 .csv 格式匯出單個數據
• 以 .avi 格式匯出影片
• 以 .bmp 格式匯出顏色圖/圖表

1.定义掩膜和网格

通过掩膜轻松定义要分析的图像区域。使用掩膜几何体工具箱（如圆形或多边形），还可以创建不规则掩膜或定义凹槽。您还可以选择使用可以指定不同分辨率的多个掩膜。

有三个非常有用的默认设置可用于定义平面和分辨率，也可以单独选择或调整设置。此外，还可以对与试验轴距离不等的不同平面进行测量，例如，偏置试样就是这种情况。这里，试样平面到试验轴的距离可以单独调整。

2.

这种相关性用于计算平面之间的位移和应变，它使用的是在掩膜中定义的参数。可以为相关性选择性地取消选择诸如试样断裂后记录的图像。

3.

您可以根据需要对分析过程选择各种分析工具和显示器。

在常见分析布局中，色图和图表清晰显示。可以在色图上拖动标距长度等分析工具来进行移动，同时在图表中显示当前值，没有时间延迟！您可以使用时间线来访问试验中的任何时间点，并将分析工具精确应用到重要区域。

4. 测试重新运行

通过testXpert中的测试重新运行选项，单个2D DIC分析工具的结果可与现场测试的测量值结合起来。

通过这些组合，也可以回顾性地重新计算材料特性值。

带砝码的固定荷载

• 在过去，通过使用砝码的固定荷载对硬度试验机施加试验力。这就是说，通过直接作用的质量施加特定的试验力。试验力通常可以通过杠杆机构或通过改变砝码来调节。
• 在差深法（如洛氏法）中，通过对主要载荷的附加砝码进行耦合来施加预载荷和主要载荷。
• 这种结构的固定载荷系统通常带有阻尼元件，以便能够在不产生冲击的情况下施加试验力。即便如此，由于系统类型的原因，仍无法避免超出试验力。此外，振动和冲击对硬度测量有相对较大的影响。

带弹簧的固定荷载

有些硬度计（特别是便携式系统）使用固定荷载与弹簧结合的系统来施加力。这意味着不通过直接作用的质量施加特定的试验力，而是通过弹簧来施加，因此力保持恒定且无法改变。与直接作用的质量（重量）相比，该系统的优点是对振动不敏感。

闭环控制

一般来说，闭环控制系统的作用是使指定物理量（控制变量r）达到所需的值（设定值s），并通过测量和调整实际值(i)使其保持在该水平。闭环会持续地执行测量、比较和调整任务。

弯曲试验（ISO 178、ASTM D790）

• 执行弯曲试验的加载速率与拉伸试验相似，因此能提供相似的材料特性。
• 弯曲试验的一个主要优点是能相对简单地测量试样的小应变。正因为如此，弯曲试验长久以来都是理想的测量模量的试验。
• 然而，由于高精确度且方便使用的引伸计现在很普遍，弯曲性能的这种特性优势变小了。
• 按照试验方法，弯曲试验能更准确地表征试样表面的材料条件。如果材料有很强的取向性，结果的测量值与拉伸试验相比具有差异。
• 试验标准中所叙述的计算方法涉及到测量误差，当试样变形变大时，测量误差也增大。由于这个原因，不同于拉伸试验，弯曲试验仅能用于小应变试样。

拉伸蠕变试验（ISO 899-1）

蠕变试验是在连续拉伸载荷下进行的。加载速率几乎为零。应变变化显示为一条蠕变曲线。

高速拉伸试验（ISO 18872）

高速拉伸试验可以采用落锤冲击试验机或液压高速拉伸试验机来执行。冲头的落下速度可以达到20 m/s。此外，可以直接在试样上进行延伸测量，能够生成直观的应力-应变图。高速拉伸试验也能提供有价值的碰撞模拟参数。

ISO 614

造船 - 钢化安全玻璃板船舶舷窗和船舶矩形窗 - 非破坏性强度试验冲压法(ISO 614:1989-09)

EN 1288-5

建筑玻璃：测定玻璃的弯曲强度 - 第五部分：对小测试表面的平面试样进行双环弯曲试验(ISO/DIS 1288-5:2007)；德国版本EN ISO 1288-5

DIN EN 1465

胶粘剂：拉伸剪切强度的测定 - 刚性材料对刚性材料（ISO 4587:1979，修正版）

DIN EN 1464

胶粘剂：高强度粘合抗剥离性的测定 - 浮辊法（ISO 4578:1990，修正版）。德国版本EN 1464:1994 (DIN EN 1464:1995-01)，替代DIN 53289:1979-09

EN 1288-3

建筑玻璃：测定玻璃的弯曲强度 - 第三部分：测试试样由两个支撑点支撑（四点弯曲）(ISO/DIS 1288-3:2007)；德国版本EN ISO 1288-3:2007

IEC 61215和EN 61215标准

IEC 61215和EN 61215标准描述了许多资格鉴定测试，其基于潜在的老化影响，用于对光伏组件材料施加人工加载。以下各个载荷组是被认定的：

日光，包含UV光
气候（冷、热、湿度、气候变化）
机械载荷（冰雹、风、吸力和压力、雪）

如果没有明显的大的可见损伤，且输出的性能及绝缘性能没有改变或与测试开始前相比只发生了微小的改变，即可认定材料通过了测试。在过去的几年里，IEC 61215标准的测试证书已然成为晶体光伏组件的质量标杆，现如今大多数国内外的融资部门都要求做这个测试。

IEC/EN 61215和IEC/EN 61646标准

针对厚膜太阳能组件的IEC或EN 61215标准和薄膜太阳能组件的IEC或EN 61646标准（薄膜地面光伏 - 设计鉴定和定型）。

IEC 61215试验非常严格，公司生产的太阳能组件必须能在几乎所有全世界范围内的地区和环境条件的室外使用最高25年。提供零故障的使用过程，IEC试验总共花费5个月时间。为了满足这个严格的要求，一批试样必须通过包括UV射线、极端温度、高温和高湿度迁延照射、机械载荷和扭转以及抵抗冰雹和落石的环境测试协议。与环境测试同时进行的还有测试整体太阳能组件的电气性能、绝缘性和其他潜在的重要性能或部位。

EN 1288-2，2007年10月:

建筑玻璃：测定玻璃的弯曲强度 - 第二部分：对大测试表面的平面试样进行双环弯曲测试(ISO/DIS 1288-2:2007)；德国版本EN ISO 12882007

IEC 61646和EN 61646标准

IEC 61646和EN 61646 标准描述了许多资格鉴定测试，其基于潜在的老化影响，用于对光伏组件材料施加人工载荷。以下各个载荷组是被认定的：

• 日光、包含UV光
• 气候（冷、热、湿度、气候变化）
• 机械载荷（冰雹、风、吸力和压力、雪）

如果没有明显的大的可见损伤，且输出的性能及绝缘性能没有改变或与测试开始前相比只发生了微小的改变，即可认定材料通过了测试。在过去的几年里，IEC 61646标准的测试证书已然成为晶体光伏组件的质量标杆，现如今大多数国内外的融资部门都要求做这个测试。