萬能材料試驗機夾具介紹

來源：天氏庫力發(fā)布日期 2018-11-28 瀏覽：

試驗機增加相應(yīng)的試驗夾具可以完成更多的試驗，關(guān)于夾具的相關(guān)應(yīng)用知識，在這里做一個詳細的分析介紹。

一、試驗機必須具備三個要素

有加力裝置：有夾具；有力值顯示裝置和記錄。可見夾具在試驗機中的重要，我們通過夾具夾持試樣（或產(chǎn)品），通過加力裝置，力值顯示裝置和記錄來判斷材料（或成品）是否合格和達到預(yù)定的性能指標，沒有可靠的夾具，這些就無法判斷。夾具是試驗機中根據(jù)材料試樣變化而一個經(jīng)常變化的部分，不同的材料需要不同的夾具，它是試驗?zāi)芊耥樌M行及試驗結(jié)果準確度高低的一個重要因素，合理正確的使用夾具有利于試驗順利的進行，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對材料的要求越來越高，致使新材料不斷的出現(xiàn),對夾具的設(shè)計提出了更高的要求。夾具根據(jù)試驗方法不同，大致可分為: 拉伸類夾具、壓縮類夾具、彎曲類夾具、剝離類夾具、剪切類夾具等，其中拉伸類夾具約占夾具總量的80％左右。

萬能材料試驗機夾具圖

二、夾具的基本性能

1.夾具對強度要求：

通過夾具夾持試樣（或產(chǎn)品）對試樣進行加力，夾具所能承受的試驗力的大小是夾具的一個很重要的指標，它決定了夾具結(jié)構(gòu)的大小及夾具操作的勞動強度的大小，試樣材質(zhì)有金屬和非金屬之分，形狀有大小之分,材料的成分組成各種各樣，試樣所能承受的試驗力小到幾十厘牛（如紡織用氨綸絲），大到幾十噸如普通鋼材等國內(nèi)最大的電子式萬能試驗機試驗力為600KN,0.5級機，試樣尺寸小到直徑φ0.006mm的金絲，大到直徑1m的PVC管材等，這就要求根據(jù)不同的試驗力、試樣的形狀大小選擇設(shè)計不同的夾具。

2. 對夾具材料的要求：

①. 對一般的金屬及非金屬試樣, 夾具的鉗口直接與試樣接觸，一般都選用優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，合金高碳鋼或低碳合金鋼、冷作模具鋼等，通過適當?shù)臒崽幚砉に嚧慊鼗?、滲碳淬火等增加其強度、耐磨性. 有時也在鉗口處鑲裝特種鋼材,或在鉗口表面噴涂金鋼砂等。

②. 對一些小試驗力的夾具，與試樣接觸的表面采用粘軟質(zhì)膠皮等。（例如：塑料薄膜、纖維絲等試樣的夾具夾持面,）

③. 夾具體一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，通過適當?shù)臒崽幚砉に囋黾悠淞W(xué)性能。有時為了減輕重量也采用鋁合金等有色金屬及特種金屬。有時也采用鑄造結(jié)構(gòu)鑄鋼,鑄鋁等。

3. 對夾具結(jié)構(gòu)的要求：

夾具的設(shè)計主要依據(jù)材料的試驗標準及試樣（特指成品及半成品）的型狀及材質(zhì)。以上所說的試驗標準是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等，還有企業(yè)標準、行業(yè)標準等，這些標準中一般都對試樣制樣及試驗方法都有嚴格的規(guī)定，我們可以根據(jù)試樣及試驗方法的不同設(shè)計不同的夾具。對于特殊試樣（成品及半成品的）使用的夾具，主要根據(jù)試樣的型狀及材質(zhì)設(shè)計夾具。

三、夾具的結(jié)構(gòu)

夾具本身沒有固定的結(jié)構(gòu)（如金屬絲可采用纏繞方式夾緊,也可采用兩個平板夾緊，金屬薄板試樣可采用楔形夾緊方式，也可采用對夾夾緊方式），這和主機有明顯的區(qū)別，主機國內(nèi)、國外的大同小異，而夾具國外的、國內(nèi)的區(qū)別很大，不同公司間也有大的區(qū)別。這主要取決于公司的整體水平，設(shè)計人員的經(jīng)驗的積累。國外的夾具，如INSTRON、MTS、ZWICK等公司的夾具一般做工細致,可靠性較高，但價格較高，處在高端市場，而國內(nèi)的，如SANS的夾具，由于涉足行業(yè)廣，在國內(nèi)的市場分額大，在一定程度上可以取代國外的夾具,處在中高端市場,但在一些新材料,特種材料用夾具上國內(nèi)與國外水平還有一定差距。力大，隨試驗力增加。夾緊力隨之減小。

四、夾具適用性的判斷標準

對夾具適用性的判定很難界定，由于夾具結(jié)構(gòu)的特殊性,對一種夾具,有時我們很難確定它到底更適合那種試樣，但不能說沒有辦法，有以下幾點供參考：夾具是否使用方便、安全。夾持是否可靠，不能有打滑現(xiàn)象。做試驗過程中，試樣斷點好。數(shù)據(jù)離散性小。（即試樣不斷鉗口、鉗口內(nèi)、平行段或標距外）。

五、夾具設(shè)計中存在的難點

鋼絲、鋼絞線由于試樣硬度高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對松散，在拉伸試驗過程中受力不均勻，夾持試樣的鉗口易磨損等原因，夾具一直未得到好的解決。大試驗力、大直徑的尼龍繩，由于變形過大，夾持困難，夾具的設(shè)計也是一個難點。

由于試驗機夾具使用的特殊性,以及新材料的不斷出現(xiàn),夾具的設(shè)計一直處在被動的局面,我們每天都會碰到新材料，需要設(shè)計新的夾具，總結(jié)過去成功的經(jīng)驗。