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橡塑材料應(yīng)用于某些密封等環(huán)境，樣品的厚度在1～2mm之間，裝配后厚度約原值的20%，為滿足密封要求，此類材料會有回彈特性。這類超薄材料測試時需要做超薄壓縮和低頻疲勞，進(jìn)而為研發(fā)和質(zhì)控提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)。
試驗機(jī)實現(xiàn)超薄樣品壓縮，可采用外接位移傳感器或利用儀器自身控制算法實現(xiàn)。外接位移傳感器原理為，傳感器與測試輔具接觸，感知樣品變形量，模擬量輸出，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換接入儀器信號板，因變形量較小(厚度從1mm至0.2mm)，對信號干擾及標(biāo)定計算要求嚴(yán)格，實施方案成本很高。本文簡要介紹如何通過儀器自身參數(shù)設(shè)計及算法實現(xiàn)該測試。
● 試驗機(jī)位移誤差原因分析
試驗機(jī)測試樣品強(qiáng)度時，橫梁上下移動，橫梁移動可做為正常測試時樣品變形量，當(dāng)樣品長度變化非常小，一般不做為精確定量。試驗機(jī)橫梁位置與樣品長度產(chǎn)生差值主要有以下幾點：
1)儀器框架變形--試驗機(jī)測試樣品時，框架會產(chǎn)生變形，儀器制作時可采用材料應(yīng)力退火工藝及超范圍設(shè)計。
2)輔具間隙變形--試驗機(jī)測試樣品時，拉壓輔具銷釘及緊固件會產(chǎn)生變形，一般可通過設(shè)定限位或扭矩扳手安裝。
3)測力傳感器原理--力值傳感器內(nèi)部為一組應(yīng)變片，當(dāng)力值變化時，應(yīng)變片產(chǎn)生變形量，經(jīng)過轉(zhuǎn)換模塊，將變形量轉(zhuǎn)化力值。這個微小變化，計算到樣品長度變化中。
● 壓縮測試(帶補(bǔ)償算法)
1)補(bǔ)償算法
為消除試驗機(jī)測試誤差，可采用逐點標(biāo)定方式，解決試驗機(jī)橫梁位移與樣品長度變化的差異。先設(shè)定力值范圍(如5Kn)，再將5Kn內(nèi)所有點的位移差值標(biāo)定，形成一組標(biāo)定值，在實際測試時將標(biāo)定值逐點補(bǔ)償給橫梁位移，這樣橫梁位移可做為樣品長度變化值。補(bǔ)償算法對數(shù)據(jù)采樣率、力值精度、位移精度均有要求，儀器控制采用開環(huán)方式不宜采用該算法。
2)壓縮測試
壓縮測試前，上下壓盤的水平面及安裝方式要注意，必須要保證兩面接觸時誤差足夠下，可采用超薄塞尺方式校驗。測試曲線如下：
● 低頻疲勞(壓縮保持)
密封件長時間工作后，緊固件會松動，此時密封件的回彈性可確保密封效果，為模擬實際工況，可做10次設(shè)定負(fù)載值的壓縮保持，流程為壓縮--保持--復(fù)位--等待--再次壓縮，可自行設(shè)定每次測試的壓縮值、保持時間、復(fù)位力值、等待時間，自動紀(jì)錄壓縮前后的樣品厚度。從負(fù)載變化及樣品厚度變化，結(jié)合生產(chǎn)工藝，做優(yōu)加工參數(shù)設(shè)計。
靜態(tài)試驗機(jī)做長時間低頻疲勞，會造成機(jī)械部位損傷。疲勞測試推薦使用動態(tài)試驗機(jī)，可做更高頻率的測試，結(jié)合S/N參數(shù)設(shè)置，可更高效快捷完成樣品測試，確認(rèn)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，為研發(fā)質(zhì)控提供詳實的數(shù)據(jù)。
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