针对这三类材料,核心区别在于:金属材料看“强度与变形”,塑料看“蠕变与速率”,橡胶看“chao强伸长与预加载”。夹具和测试方法必须根据材料的“软硬”和“滑不滑”量身定制。
1. 金属材料(钢、铝、铜等)
金属硬度高、变形小,测试重点是获取屈服强度、抗拉强度和弹性模量。
测试方法:主要做室温拉伸。需注意夹持段不能打滑或发生塑性变形,引伸计(测量变形的探头)通常咬在样品标距内,需在屈服前取下以免损坏。高温或低温测试需配备环境箱。
夹具选择:
楔形夹具(平口/齿形):zui常用。利用斜面的机械自锁原理,拉得越紧夹得越牢,适合圆棒或板材。
液压侧固夹具:适合大尺寸、高强度钢筋或铸件,夹持力极大。
注意:钳口齿形要匹配样品(如细丝用细齿,板材用粗齿),否则会打滑或夹断样品头部。
2. 塑料(高分子聚合物)
塑料对应变速率敏感,有蠕变特性(受力会慢慢变形),且种类多(硬脆如亚克力,软韧如PE袋)。
测试方法:
速率控制:必须严格按标准设定拉伸速度(如50mm/min、5mm/min),速度不同结果天差地别。
蠕变/松弛:若测长期性能,需做持载测试。
样条制备:哑铃状样条边缘必须打磨光滑无缺口,否则会从边缘提前断裂。
夹具选择:
气动平口夹具:shi合薄板、薄膜。利用气压均匀夹紧,不会夹伤样品,且夹持力可调(防止软塑料被夹扁)。
防塌夹具/自制夹具:对于非常软的泡沫或薄塑料,可能需要带纹路的橡胶垫块辅助夹紧。
注意:切忌用金属齿形夹具夹软塑料,会把样品夹烂;引伸计通常选用接触式或视频引伸计(非接触)。
3. 橡胶(弹性体)
橡胶极软、伸长率极大(可达500%~1000%),且表面摩擦力极低(易滑)。
测试方法:
大变形引伸计:必须用非接触式视频引伸计或长距离引伸计跟踪变形,普通引伸计行程不够。
预加载(Pre-load):橡胶松弛厉害,测试开始前通常要施加一个很小的力(如0.1N或0.5N)把样品拉直再清零开始测,否则初始数据会飘。
裁刀:必须使用标准哑铃裁刀裁剪,边缘不能有毛刺。
夹具选择:
气动波纹夹具/自紧夹具:钳口面通常是横纹橡胶或特殊纹理,增加摩擦力防止打滑。
旋转夹具(绞盘法):对于极薄或易滑的医用胶管,有时采用将样品缠绕在滚筒上的方法测,解决滑脱问题。
注意:夹持不能太紧(会导致根部断裂),也不能太松(会滑脱),需反复调试气压。
总结建议:
金属 -> 齿形楔型夹具,关注对中。
塑料 -> 平口气动夹具,关注速度和样条边缘。
橡胶 -> 橡胶面气动夹具 + 预加载,关注打滑和大变形测量。