虽然很容易想象为什么需要在塑料(ASTM D790)和混凝土(ASTM C1609)等刚性材料上进行弯曲试验,但实际上,弯曲试验在许多行业中都很常见。亚博用户登录采用装有弯曲夹具的万能试验机计算弯曲模量、弯曲强度、产量点, 和更多。此博客文章将讨论共同测试标准所需的设备以及可用于较少的常见测试应用程序所需的设备。

定义

抗弯强度为试样在屈服前所能承受的最大弯曲应力。

弯曲补偿屈服强度,它可能与弯曲强度不同的值,是应力-应变曲线从曲线的初始直线部分的切线偏离给定应变(偏移)的应力。

弯曲应变是在中间锚杆处的试样外表面的元件长度的标称分数变化,其中最大应变发生。

设备

两种常见的类型弯曲夹具三分四点弯曲装置。

三点弯曲夹具:弯曲强度测试的一种结构,即试样被加载在两个支承轴承的中间位置

四点弯曲装置:弯曲强度测试的一种结构,在两个位置对称地加载一个试件,这两个位置位于总跨度的四分之一,远离外部的两个支承轴承

注意:根据行业,术语可能因使用“三点装载”和“四点装载”而异。

ASTM D790弯曲试验-非增强和增强塑料和电绝缘材料

ASTM D790弯曲试验用圆柱滚子

ASTM D790用于测量未增强和增强塑料的弯曲强度和弯曲模量,包括高模量复合材料和电绝缘材料。该标准包括这类测试所需的弯曲夹具的详细规格,如下所示:

  • 矩形试件由位于支座中间的加载头加载(三点加载)。
  • 每个ASTM D790的推荐支撑跨度比为16至1。对于用于电绝缘材料的层压热固性材料和材料,可能需要大于16:1的比率。
  • 推荐的装载鼻子和支撑是圆柱形滚筒。
  • 加载头和支架的默认半径为5.0±0.1 mm(0.197±0.004 in)。
  • 如果不使用默认半径,建议最小半径为3.2 mm(1 / 8英寸)。对于深度大于或等于3.2 mm的试件,支架的半径可达试件深度的1.6倍。
  • 加载头的最大半径不应超过试样深度的四倍。
  • 试样应足够长,以允许在支撑跨度的至少10%的每一端上伸出伸出(每端至少6.4mm(1/4英寸))。

纤维增强混凝土梁弯曲试验

ASTM C1609混凝土弯曲试验夹具

ASTM C1609用于测量纤维钢筋混凝土梁的弯曲性能。ASTM C1609的目的是不仅确定混凝土的峰值强度,而且在第一次裂缝出现后发现纤维的残余强度。因此,测试延伸超过初始峰值。该标准还指定必须在非常慢的净偏转速率下在伺服控制中执行测试。净偏转是两个位移传感器的平均值,位于样本的两侧。

  • 每个ASTM C1609的推荐样品尺寸是:
    • 150×150×500毫米(6乘6乘20英寸)
    • 100 × 100 × 350毫米(4 × 4 × 14英寸)
  • 两个装载鼻子在光束顶部施加负荷。
  • 对于一个150 × 150 × 500毫米(6 × 6 × 20英寸)梁,加载鼻子之间的间距是150毫米(6英寸)。
  • 对于100乘100乘100×350毫米(4×4×14英寸)光束,装载鼻子之间的间距为300mm(12英寸)。
  • 第3点装载夹具在光束下方有两个支撑件。
  • 两个支撑点之间的距离,或跨距,应是试件深度的3倍或300mm (12in),以较大者为准。
  • 加载头和下支承滚轮应能在其轴线上旋转。
  • 净偏转柔性夹具围绕光束并直接在其中性轴上夹紧到梁上。

梁的两侧各有一个位移传感器,安装在跨中以测量梁的挠度。每个传感器的输出被平均在一起,以提供净挠度测量,确保准确的测量跨中挠度,并最大限度地减少由于混凝土试件扭曲或支架内的位置造成的误差。

EN 14651弯曲试验 - 金属纤维混凝土

EN14651夹具

欧洲标准EN 14651是测量金属纤维混凝土弯曲抗拉强度的测试方法。它类似于ASTM C1609。主要的区别是:

  • 试样尺寸为150×150×550毫米(6乘6〜22英寸)。
  • 一个装入鼻子在光束顶部施加负载。
  • 两个下支撑点之间的距离,跨度长度,等于500mm(20英寸)。
  • 加载头和支撑辊应由钢制成,并应具有直径30毫米(1.2英寸)的圆形横截面。辊筒长度应至少比试样的宽度长10毫米(0.4英寸)。
  • 装载鼻子和一个支撑辊应该是铰接辊,在其轴线上自由旋转。
  • EN 14651需要一个传感器。

剪切试验-聚合物基复合材料

ASTM D2344弯曲试验夹具

ASTM D2344用于测定高模量纤维增强复合材料的短梁强度。短梁强度是指破坏时试件中部产生的剪应力。使用标准中描述的特定弯曲夹具对梁试件进行三点弯曲加载。

  • 一个装入鼻子在光束顶部施加负载。指定的直径为6毫米(0.25英寸)。
  • 具有两个移动载玻片的特殊支撑压板系统具有梁下方的两个支撑。支撑直径为3毫米(0.125英寸)。
  • 两个下支撑点之间的距离,跨度长度,等于12mm(0.5英寸)。

加载头和支承滚轮的截面应为圆形。

ASTM C1161弯曲试验 - 陶瓷

ASTM C1161用于确定先进陶瓷材料的弯曲强度使用四点或三点弯曲夹具。请记住三点弯曲强度测量将高于四点弯曲强度。使用四点弯曲是首选,并推荐用于大多数表征目的。

  • 标准列出了三种不同的配置选项,如下表所示:
配置 支持跨 加载跨 辊直径
一种 20毫米(0.8英寸) 10毫米(0.4英寸) 2至2.5 mm(0.08至0.1英寸)
B. 40毫米(1.6英寸) 20毫米(0.8英寸) 4.5毫米(0.18英寸)
C 80毫米(3.15英寸) 40毫米(1.6英寸) 9毫米(0.35英寸)

加载头和支撑滚轮应具有独立铰接的圆柱形截面(根据试样材料,滚轮可以是半铰接或完全铰接)。

ASTM C1161弯曲测试夹具

ASTM C158玻璃弯曲试验

ASTM C158用于测定玻璃和玻璃陶瓷试样在弯曲时的断裂模量,其定义为玻璃和玻璃陶瓷试样的最大拉伸或压缩应力(不论哪种原因导致的破坏)的值。ASTM C158中有两种测试方法:

试验方法A - 扁平玻璃破裂模量试验

试验方法B - 玻璃陶瓷破裂模量的比较试验

以下描述用于测试方法A所需的四点弯曲夹具,可以在标准中规定的大型样本尺寸。

  • 试样尺寸的长度为250毫米(10英寸),宽度为38.1毫米(1/8英寸)。
  • 加载头和支撑滚轮的截面应为圆柱形,半径应为3毫米(1 / 8英寸)。
  • 两个上装载鼻之间的距离等于100mm(4英寸)。
  • 两个下支撑点之间的距离,跨距为200mm (8in)。

用不同的装载鼻子和支撑定制弯曲夹具

硬化支撑标准弯曲夹具

并不是所有的测试都遵循一个测试标准。材料和产品也可以按照可能需要非标准设备的定制测试程序进行测试。可订购不同跨度长度和跨度宽度的弯曲夹具。使弯曲夹具独特的样品和应用,它是用来定制的加载鼻子和支持。

最标准的硬化支架有以下半径选项:0.5,1,1.5,2,3.2,5和10毫米。较低的支持带有上面列出的两个半径选项,使用户可以灵活选择所选的半径。

可调辊

可互换的辊

可互换辊是使用O形圈附接到适当位置的圆柱形滚子。该附件允许气缸的长度大于跨度宽度的宽度,并使用户能够选择和交换两个不同的滚子直径的能力。

玻璃试样可以使用下面所示的特殊平面支撑进行测试。

还显示了可移动的下支持与针滚子轴承。

具有1mm半径以及大宽度支撑的更长的支撑可用于运行具有不同样品材料的各种测试程序。

请注意,可以订购没有加载头和支撑的杆,以及可以用于运行3点和4点测试的夹具配置。

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