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
根据ASTM E2368和ISO 12111执行TMF试验
当根据ASTM E2368和ISO 12111测定热机械疲劳时，试样循环加热，同时加载机械同相或异相（反相）应变。 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。 比如，曲线通常呈三角形，并可以在峰值温度下增加保持时间。 而且，可以同相和异相施加温度和应变。 循环热载荷和机械载荷之间的这种相移显著影响材料的疲劳寿命以及塑性变形。
最常见的TMF试验（有相移和没有相移）有：
- IP（同相）：试样同时受到加热产生的热应变和拉伸力引起的机械应变
- OP（异相）：试样同时受到加热产生的热应变和压缩力引起的压缩
- CD（顺时针菱形）
- CCD（逆时针菱形）
TMF试验主要是应变控制，因为作用在部件上的载荷是由热应变的阻碍引起的。 应力控制试验有时与不均匀试样有关，例如试样有缺口，因为这种情况无法测量缺口底部的应变。 在这两种情况下，只能测量和控制总应变(εt)。 它由热应变(εth)和机械应变(εme)组成：公式为εt = εth + εme。 为了给试样加载除热应变之外的所需机械应变，预先以基于时间的方式测量具有定义温度相位的热应变，并在实际试验期间的总应变控制中考虑该热应变。
按照ASTM E2368和ISO 12111进行应变测量
ASTM E2368要求使用至少符合ASTM E83标准的B-2级精度的引伸计。ISO 12111和经验证规范规定了符合ISO 9513标准的1级或更高级精度的引伸计。根据ISO 9513，对于标距长度小于15 mm的试样，引伸计必须符合0.5级精度。
热机械疲劳试验的更多应变测量要求如下：
- 引伸计必须适用于较长时间的动态应变测量，同时确保漂移、滑移和迟滞最小。
- 必须使用主动冷却系统（如水冷却装置）保护引伸计免受热波动或影响。
- 引伸计在试样上的接触压力应尽可能低，不能损坏试样表面。
- 引伸计的安装方式必须确保当试样加热并膨胀时应变测量不会受影响且传感器臂不会从试样上滑落。
用于测定热机械疲劳的测试系统
对于热机械疲劳试验，ZwickRoell的Fürstenfeld工厂与卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)密切合作开发了一种新的电液伺服测试系统。 Kappa 100 SS-CF配备了一个温度范围为50 °C至1,200 °C的感应加热系统和一个空气冷却系统。 多年来，这种过零点时无反向间隙的电液伺服蠕变试验机已证明其适用于低频载荷循环的试验。 根据ASTM E2368和ISO 12111的规定，Kappa SS-CF在循环拉伸和压缩载荷下控制零点反向间隙。
试验机配有水冷式液压夹具，用于固定试样。 水冷使试样的温度快速稳定，并确保热量直接从试样端流出。 TMF试验期间的应变测量可靠性通过带陶瓷传感器臂的接触式引伸计和水冷来确保。
这种用于测定热机械疲劳的测试系统符合常用的ASTM E2368和ISO 12111标准以及“应变控制热机械疲劳试验的经验证规范”的所有要求。
TMF试验所用部件也可以安装在电液伺服疲劳试验机中。
TMF试验的最佳温度分布
根据“应变控制热机械疲劳试验的经验证规范”，被测试样截面中指定的设定值温度偏差小于10K或小于温差的±2%。 根据试样的形状和材料，可以使用高达25K的加热和冷却速率。 为了达到标准中规定的最大加热和冷却速率，我们在执行TMF试验时依靠感应加热系统和专门放置的冷却喷嘴。
感应加热系统具有可单独调节的加热功率，用于测试不同电导率的试样材料。 试样相关的电感器确保试样上温度分布最佳。 比例压力控制阀和四个对称放置的扁平喷嘴确保精确控制气流。 冷却喷嘴可以调节，其位置可重复以用于将来的试验。
根据ASTM E2368和ISO 12111，通过直接在试样上的带状热电偶控制温度。 它们轻松可靠地连接在被测试样截面的中心。 弹簧预张紧力可调，确保获得可靠的接触压力。
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。
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