高应变速率和碰撞模拟
HTM电液伺服高速试验机系列允许在整个速度范围内依照应变速率特性参数来测定材料。试验机用途包括穿刺试验和高速拉伸试验,以及高速剥离和剪切试验。部件的碰撞试验可以选用T型槽平台来执行。
HTM系列各种型号适用的最大试验载荷为25 kN、50 kN、80 kN或160 kN。
许多材料的断裂行为与材料内在因素相关,特别是加载率。相关数据和本构方程为碰撞安全的数字计算所需。最大活塞速度为20 m/sec时,高速试验机可用于碰撞模拟。但也可以在试验速度范围内进行调节,甚至可以从非常低的速度调至最大速度。
一套完整系统的高速试验机配置所有部件,包括液压泵、带高速试验作动缸的试验机架和安全防护罩,配置PC的快速testControl测量和控制电子系统,以及testXpert测试软件 - 完美配合和集成。
高速试验机
用于1000 °C高速拉伸试验的高速试验机
技术概览
| HTM 2512 | HTM 5020 | HTM 8020 | HTM 16020 | |
|---|---|---|---|---|
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| 载荷 | 25kN | 50kN | 80kN | 160kN |
| 活塞速度,最大 | 12 m/s | 20 m/s | 20 m/s | 20 m/s |
| 试验作动缸的安装 | 下横梁 | 上横梁 | 上横梁 | 上横梁 |
| T型槽平台 | 无 | 可选 | 可选 | 是 |
| 典型应用 |
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高速试验机HTM 技术参数-请选择试验机系列
| HTM型號 | 2512 | |
| 標稱力 | 25 | kN |
| 拉伸/壓縮方向的試驗負載Fmax | 25 | kN |
| 活塞速度 | 12/0.001 | 最大/最小 m/s |
| 活塞行程 | ||
| 總計 | 300 | mm |
| 可用 | 250 | mm |
| 總活塞行程 | 250 | mm |
| 末端緩衝 | 2x25 | mm |
| 有效行程 | 200 | mm |
| 標稱壓力 | 280 | bar |
| 作動缸設計 | 含液壓軸承的雙桿作動缸 | |
| 力的測量 | 壓電式 | |
| 位移測量 | 增量 | |
| 尺寸 1 | ||
| A - 試驗機架高度 | 2665 | mm |
| AK - 傾倒之下的測量值(於安裝時) | 2850 | mm |
| 試驗機架最大寬度 | 1090 | mm |
| 試驗機架最大深度 | 750 | mm |
| D - 立柱間距 | 565 | mm |
| E - 柱直徑 | 80 | mm |
| F - 下橫樑的上緣高度 | 1000 | mm |
| G - 最大測試區域高度 | 1370 | mm |
| H - 横梁位移範圍 | 1000 | mm |
| 重量 | 1600 | kg |
| 項目編號 | ||
| HTM 2512負載機架底座 | 046216 | |
| HTM 2512作動缸 | 014113 | |
| HTM2512 防護裝置 | 1014336 | |
| HTM2512 防護裝置 (用於TEE) | 031189 | |
| 所需配件2 | ||
| HTM A-I 油壓連接單元 | 072573 | |
| 卸油泵 | 924785 | |
- 不含安全防護罩的尺寸
- 該機器可以連接到中央 280 bar油壓源或專用油壓動力裝置。
| Description敘述 | Value價值 | |
| HTM 型號 | 5020 | |
| 標稱力 | 50 | kN |
| 活塞速度 | 20 / 0.001 | 最大/最小 m/s |
| 總活塞行程 | 350 | mm |
| 末端緩衝 | 2 x 50 | mm |
| 有效行程 | 250 | mm |
| 標稱壓力 | 280 | bar |
| 促動器設計 | 含油壓軸承的雙桿促動器 | |
| 力測量 | 壓電式 | |
| 位移傳感器 | 增量 | |
| 尺寸 1 | ||
| A - 試驗機架高度 | 3000 | mm |
| AK - 安裝傾倒措施 | 3160 | mm |
| G350 - 含促動器總高度 | 3990 | mm |
| 試驗機架最大寬度 | 1200 | mm |
| 試驗機架最大深度 | 1130 | mm |
| D - 柱間距 | 670 | mm |
| E - 柱直徑 | 100 | mm |
| F - 下橫樑的上緣高度 | 890 | mm |
| G - 最大測試區域高度 | 1705 | mm |
| H - 工作測試區最大高度 | 1670 | mm |
| J - 橫樑位移範圍 | 1150 | mm |
| 含 T 型槽平台重量 | 2900 | kg |
| 產品型號 | ||
| 含 T 型槽平台的 HTM 負載機架 | 028320 | |
| HTM 促動器 | 009522 | |
| HTM 安全裝置 | 935683 | |
| 所需配件2 | ||
| 帶軟管支架的 HTM 油壓分配單元 B-I | 072574 | |
| 卸油泵 | 924785 | |
- 不含安全防護罩尺寸
- 該試驗機可以連接到中央 280 bar 油壓源或專用油壓動力裝置。
| HTM 型號 | 8020 | |
| 標稱力 | 80 | kN |
| 活塞速度 | 20 / 0.001 | 最大/最小 m/s |
| 總活塞行程 | 350 | mm |
| 末端緩衝 | 2 x 50 | mm |
| 有效行程 | 250 | mm |
| 標稱壓力 | 280 | bar |
| 促動器設計 | 含油壓軸承的雙桿促動器 | |
| 力測量 | 壓電式 | |
| 位移傳感器 | 增量 | |
| 尺寸 1 | ||
| A - 試驗機架高度 | 3000 | mm |
| AK - 安裝傾倒措施 | 3160 | mm |
| G350 - 含促動器總高度 | 3990 | mm |
| 試驗機架最大寬度 | 1200 | mm |
| 試驗機架最大深度 | 1130 | mm |
| D - 柱間距 | 670 | mm |
| E - 柱直徑 | 100 | mm |
| F - 下橫樑的上緣高度 | 890 | mm |
| G - 最大測試區域高度 | 1705 | mm |
| H - 工作測試區最大高度 | 1670 | mm |
| J - 橫樑位移範圍 | 1150 | mm |
| 含 T 型槽平台重量 | 3000 | kg |
| 產品型號 | ||
| 含 T 型槽平台的 HTM 負載機架 | 1038693 | |
| HTM 促動器 | 022354 | |
| HTM 安全裝置 | 022356 | |
| 所需配件2 | ||
| 帶軟管支架的 HTM 油壓分配單元 B-I | 072574 | |
| 卸油泵 | 924785 | |
- 不含安全防護罩尺寸
- 該試驗機可以連接到中央 280 bar 油壓源或專用油壓動力裝置。
| HTM 型號 | 16020 | |
| 標稱力,靜態 | 160 | kN |
| 活塞速度 | 20 / 0.001 | 最大/最小 m/s |
| 總活塞行程 | 400 | mm |
| 末端緩衝 | 2 x 50 | mm |
| 有效行程 | 300 | mm |
| 標稱壓力 | 280 | bar |
| 促動器設計 | 含油壓軸承的雙桿促動器 | |
| 力測量 | 壓電式 | |
| 位移傳感器 | 增量 | |
| T 型槽 | 根據 DIN650-22H8,間距 200 mm | |
| 尺寸 1 | ||
| A – 試驗機架最大高度 | 2793 | mm |
| K - 安裝傾斜尺寸 | 3552 | mm |
| G400 - 含促動器總高度 | 4264 | mm |
| 試驗機架最大寬度 | 1560 | mm |
| 試驗機架最大深度 | 1353 | mm |
| D - 柱間距 | 880 | mm |
| E - 柱直徑 | 120 | mm |
| F - 下橫樑的上緣高度 | 432 | mm |
| G - 最大測試區域高度 | 1800 | mm |
| H - 工作測試區最大高度 | 1718 | mm |
| J - 橫樑位移範圍 | 1200 | mm |
| 含促動器重量 | 13000 | kg |
| 產品型號 | ||
| 含 T 型槽平台的 HTM 負載機架 | 026388 | |
| HTM 促動器 | 026390 | |
| HTM 安全裝置 | 026392 | |
| 所需配件2 | ||
| 帶軟管支架的 HTM 油壓分配單元 B-II | 072577 | |
| 排油泵 x2 | 924785 | |
- 不含安全防護罩和管道支架的尺寸
- 該試驗機可以連接到中央 280 bar 油壓源或專用油壓動力裝置。
常见试验
HTM高速试验机的特别用途包括穿刺试验和高速拉伸试验,以及高试验速度下的剥离和剪切试验。高速试验机非常适合测定材料在碰撞载荷下的性能。高速试验机的最大活塞速度为20 m/s (72 km/h),高于欧洲NCAP正面碰撞测试所规定的64 km/h。
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
用于冲击试验的其他试验机
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。
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