产品的物理和机械测试是产品和开发过程的关键部分。施加的物理力,如振动、冲击应力和应变,可以揭示材料的非弹性行为。机械测试使产品开发人员能够更好地了解产品、识别漏洞并建立更强大的质量控制。机械测试采用各种强度测试,可以确定材料或组件对预期应用的适用性。它测量诸如弹性、拉伸强度、伸长率、硬度、断裂韧性、抗冲击性、应力断裂和疲劳极限等特性。
对于组织来说,了解在什么条件下组件会遭受结构故障并耗尽其功能至关重要。组件出现功能障碍的主要原因有以下三个:
1.过度变形(弹性或非弹性)——这种情况取决于材料的弹性特性。在稳定平衡的加载条件下,如钢梁的过度挠度,可能会发生过度的弹性变形。这种类型的破坏也可以在不稳定平衡的加载条件下发生——柱的屈曲或脆性断裂。过度的非弹性变形取决于材料的塑性特性——极限抗拉强度、应变硬化和硬度。这种失效可能发生在导致疲劳、延性断裂和蠕变的负载条件下。
2.断裂——这种类型的失效是由于交替应力或应变而发生的,这会导致裂纹萌生。材料中的应力升高或缺陷会进一步促进裂纹的生长。
3.磨损——机械磨损可以在承重部件的接触界面处发现。
机械测试的范围可以从材料特性的表征到最终产品和安全性的完整性认证。机械测试可提供有关材料或组件对其预期应用的适用性的宝贵信息。机械测试还可以使您的设计过程更高效、更具成本效益。此外,机械测试有助于产品的卓越性、安全性和技术创新。
机械测试的要求
为确保材料和产品相应地发挥作用,它们可能会接受不同类型的机械测试:
1.疲劳测试 — 根据来源,疲劳占所有机械故障的 50% 到 90%。疲劳测试描述了在零件和产品上执行的一种测试方法,以确定材料受到循环载荷时发生的局部和渐进结构损坏。我们可以在制造过程的各个级别执行此测试,包括原材料测试期间的标准测试方法。目标是制定疲劳强度曲线,以证明材料在不同应力水平下对循环载荷的抵抗力。我们的疲劳测试能力包括轴向、扭转、高周波、低周波、弯曲、旋转、剪切、检验载荷和多自由度。
2.拉伸测试 — 这种类型的机械测试测量将物体(例如绳索、电线或梁)拉到断裂点所需的力。拉伸强度是物体在失效前所能承受的最大拉伸应力——机械工程、结构工程和材料科学中的一个重要概念。拉伸测试使样品经受单轴拉伸,直到它失效。 NTS 拉伸测试能力包括轴向拉伸测试、焊接拉伸测试、楔形拉伸测试、铸件拉伸测试、高温拉伸和机加工试样拉伸测试。许多公司利用拉伸试验的结果以及失效理论来预测容易出现更普遍应力条件的组件的失效。
3.硬度测试 — 此技术通常用于测试热处理表面以验证一致性并测量固体物质对材料表面施加力后对不同形状变化或渗透的抵抗力。最常见的方法之一称为显微压痕硬度测试或显微硬度测试。该方法使用精密金刚石压头,可以在一定范围内将其压入材料中。测试专家测量压痕长度并使用该信息和测试负载来计算硬度值。其他硬度测试方法包括洛氏标准测试、洛氏表面测试和布氏硬度测试。
4.压缩测试 — 指确定材料在压缩载荷下的行为以确定弹性极限、比例极限、屈服点、屈服强度和压缩强度(如果适用)的技术。测试工程师将试样加载到两块板之间,然后通过将十字头移动到一起来对试样施加力。