非破坏性材料测试的应用示例
薄膜
静态和动态摩擦试验是非破坏性材料测试的一部分。
泡沫材料
对泡沫试样测量压痕硬度。
喷雾瓶
对喷雾瓶进行非破坏性功能测试
狗的牵引绳
对狗的牵引绳进行非破坏性材料测试
生物材料的双轴测试
为了建立适合的模型，必须首先对生物力学性能和软质生物组织下的微观结构进行精确测定。由于大多数身体组织会受到多轴应力，因此有必要使用一台可向组织加载多轴应力的试验机。
ZwickRoell研发了一台专为测定软质生物和人造材料的力学性能的双轴试验机。配备四个线性驱动，每个可单独控制位置、试验力或应变，并集成到系统中。试验力通过（防水）力传感器测量，X轴和Y轴各有两个。此外有四个testControl电子测量和控制单元，加上一个浴槽，可实现绝佳的介质温度控制。每个力传感器最大试验力为100 N，分辨率高达0.6 mN。拉伸测量的行程范围是50 mm（分辨率0.1 μm），最大测试速度2,000 mm/min。
除了夹持式工装，试样也可通过钩子和线及可旋转夹持式工装与力传感器连接。工装对试样可均匀施加试验力，从而使试样中的试验力均匀分布。新试验机还有一个优势是激光光斑引伸计，无需对试样标记即可进行非接触的平面应变和变形测量。测量原理是评估激光照射到试样表面产生的光斑；反射并记录到一台照相机中。
天然生物材料试样首先在实验室中测试。然后用数学模型算出数据，最后传输至计算机模型中。基于双轴试验机测定的材料性能，可跟踪心脏壁的虚拟重建，也能测定心脏壁可预测的病理性能。
生物材料和组织的三轴测试
为了测定软质生物（正交各向异性）组织的剪切性能，ZwickRoell研发和设计了一个用于三轴应用的测试系统。试验机包含两个主要部件：
一个上平台，竖直放置可替换（在Z轴方向上），一个下平台，水平放置可替换（在互相垂直的X轴和Y轴两个方向上）。测试过程中组织试样用一个强力胶薄层连接到上平台和下平台，并浸入合适的生理和温度的溶液中。下平台随着水平固定上平台运动，由此试样发生剪切。在三个正交方向（X、Y和Z轴方向）上的试验力可用一个安装在上平台的特殊的力传感器同步测量。
X轴和Y轴线性驱动的行程距离为±14 mm且相互垂直（驱动行程分辨率0.25 μm），最大测试速度3,000 mm/min。三轴力传感器在三个方向上的最大试验力为2 N，测量精度低于测量值的0.5%。力传感器在X轴和Y轴方向的串扰高于最终数值的0.5%，X/Y轴和Z轴间的串扰高于最终数值的1%。
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。
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IRHD硬度是通过测量一个球在两种不同的力作用下穿透橡胶试样的深度计算得出的：首先施加较小的力，然后再施加较大的力。测量压痕深度的差值，并使用特定的表格或图表将其换算为IRHD（国际橡胶硬度）硬度值。
拉伸强度是指材料在发生永久变形或断裂之前能够承受的最大拉伸应力。因此，拉伸强度是评估材料强度性能的重要材料特性值。材料的拉伸强度越高，它对拉伸力的抵抗能力越大。
拉伸强度通常以兆帕(Mpa)或牛顿每平方毫米(N/mm²)为单位进行测量。它表示拉伸或撕裂某种材料每单位面积需要多少力。
根据试验开始时达到的最大拉伸力Fm和试样横截面面积计算得出拉伸强度：
拉伸强度Rm = 最大拉伸力Fm/试样横截面面积S0
拉伸强度以MPa（兆帕）或N/mm²为单位。
ASTM D3330标准描述了测定压敏胶带剥离粘附力的方法。该标准涵盖了在不同条件和角度（如180°和90°）下测量粘附性的不同方法。目的是标准化粘附性评估，以将其应用于胶带的质量保证和开发过程。
剥离试验，或称剥离粘附力试验，是一种用于测定胶带、薄膜、涂层或层压板在不同表面上的粘结强度的方法。将材料的一端以规定的角度和恒定的速度从所粘贴的表面上剥离，以测量克服粘附力所需的力。该试验可提供关于粘结质量和可靠性的重要数据。
简支梁冲击试验测量材料的冲击能量，然后再用它来测定冲击强度。
简支梁冲击试验用于测定缺口冲击强度，该强度表示材料对动态冲击载荷的抵抗能力。
简支梁冲击试验（也称为简支梁V形缺口试验）是一种材料测试方法，用于通过摆锤冲击试验机测定材料的冲击强度。
简支梁冲击试验以表面积相关值的形式提供高应变速率下冲击强度的特性值。 该试验测量相对于断裂表面的冲击能量（单位为焦耳）。
使用以下公式计算冲击强度： 缺口冲击强度 = 冲击能量 / (试样厚度*试样宽度)
在简支梁冲击试验中，摆锤会撞击材料试样并使其破坏。 在此过程中，试样吸收了部分冲击能量。 在简支梁试验中测定的冲击能量W以焦耳为单位。
ASTM D412标准规定了用于评估热塑性弹性体和热固性硫化橡胶拉伸（张力）性能的程序。这些试验对于测定橡胶和弹性体材料的机械性能至关重要，而这对于航空航天、医疗、汽车、建筑等各行业的产品开发、质量保证和性能测试而言也很重要。
拉伸试验机，也称为拉引试验机或万能试验机(UTM)，是一种对材料施加拉伸（拉）力来测定材料在断裂前拉伸强度和变形行为的机电试验系统。
要测试拉伸强度，可使用拉伸试验机或万能试验机，即材料试验机。这种电液伺服测试系统向材料施加受控的力和应变，并测量将材料拉伸或拉长至永久变形或断裂点所需的力。
首先，将试样夹持在万能试验机的夹面中。然后，均匀拉伸试样直至断裂。在整个试验期间，测量、记录并评估应变与拉伸力。
测定纤维增强复合材料的层间剪切强度可用来对剪切应力部件进行质量监控。层间剪切强度(ILSS)描述了复合材料层压板之间的剪切强度。
要计算层间剪切强度(ILSS)，可使用以下等式，其中
Fm = 最大压缩力（以牛顿为单位）
B = 测得的试样宽度
d = 测得的试样厚度
视频引伸计是用于材料测试的基于摄像机的测量系统。在试验期间，一个或多个摄像机捕捉试样的图像，这些图像会被数字化并转发到测试软件。图像与图像之间的对比用于评估试样上的偏移。使用视频引伸计测量应变时，必须定义初始标距长度。初始标距长度通过手动或虚拟标距标记确定。
粘贴标记或笔标记就是手动标距标记。使用虚拟标距标记要简单得多，此类标记是通过测试软件定义的。前提条件是试样表面有图案。在试样表面用虚拟标距标记定义一个区域。在试验期间，对该定义区域内的图案进行跟踪，
试样表面的图案可以用喷雾器喷涂。或者更简单：可以使用试样的自然表面结构。蓝色对比光技术将自然表面结构转化为高对比度图案。这就消除了标记试样的需要。因此，采用视频引伸计也称为无标记测量。
由于视频引伸计在测量时没有接触，因此需要使用标记来设置初始标距长度。在此基础上，测量位移变化并计算应变。这通常还是通过在试样上做标记来实现：添加点、粘贴标记或其他标记选项，这些都是试样制备过程的一部分。
ZwickRoell基于蓝色对比光技术的无标记测量更加快速、更加简单。此时，使用软件在试样图像上放置虚拟标记。无需进行试样制备。
videoXtens的无标记测量基于蓝色对比光技术：许多材料（如金属和部件）都具有自然粗糙的表面。利用蓝色对比光技术，粗糙度会以高对比度图案的形式传输到软件中，使软件能够轻松地在试样上放置虚拟标距标记。这就省去了制备试样所需的手动贴标距标记的工序。
而且，不会影响精度。
视频引伸计可以测试任何材料直至断裂点。这包括会被接触式引伸计的刀刃施加预应力的敏感材料，如金属箔、塑料薄膜、细丝、纤维和生物材料。或因断裂能量高而损坏接触式引伸计的材料，如脆性断裂的金属、碎裂的复合材料、分股的绞线或钢丝绳。
videoXtens系统仅通过软件扩展提供附加功能，只需激活许可证即可。由于整个试样或至少试样的大部分都可通过摄像机查看，因此这些图像还可用于其他评估。例如，
- 测量横向应变或宽度变化，
- 用于设置最多100个测量点（2D点阵），
- 测定局部应变或使用整个应变图(2D DIC)进行可视化
- 用于自动断裂检测，
- 用于自动设置断裂位置附近的标距长度，
- 利用试验过程中记录的图像，在不同条件下（初始标距长度的大小和位置）重新计算测试结果。
视频引伸计目前没有任何缺点。但这并不意味着它们总是最佳选择。如果试验量较小，应用范围不广，建议使用价格低廉的夹持式引伸计。因此，我们的产品范围包括各种系统和功能。我们很乐意与您讨论各种选择以及各种系统的优缺点，并根据您的具体情况进行量身定制。这将帮助您找到最适合您需求的高效引伸计。
请随时联系我们了解更多信息。
生物材料的双轴和三轴测试
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