本文的重點(diǎn)是介紹并詳細(xì)分析無損壓縮測(cè)試，即非破壞性的壓力測(cè)試，這是一種幫助質(zhì)量控制專業(yè)人員評(píng)估和確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要測(cè)試方法。
無損檢測(cè)(NDT)是一種在不棲牲檢測(cè)樣品物理或化學(xué)性能的前提下檢測(cè)或分析材料和部件的先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)。此外,無提檢測(cè)技術(shù)還經(jīng)常被用來檢測(cè),表征或測(cè)量一些材料遭受的損害程度等。該技術(shù)的目的是以安全,可靠和經(jīng)濟(jì)高效的方式檢查組件,而不會(huì)造成產(chǎn)品提壞或中斷產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。
您可能已經(jīng)熟悉醫(yī)療行業(yè)中的一些無損檢測(cè)技術(shù),例妙如X射線檢測(cè)技術(shù)和超聲波檢測(cè)技術(shù)等X射線可以用來評(píng)估人體骨頭遭受的骨折現(xiàn)象,超聲波技術(shù)可以用來評(píng)估正在發(fā)育的胎兒的狀況,包括胎兒的腹部、骨盆器官、肌肉、肌腱,以及他們的心臟和血管等。
在工業(yè)領(lǐng)域中所用到的一些無提檢測(cè)技術(shù)一般更加復(fù)雜。一些流行的通用NDT測(cè)試包括磁彬粉檢測(cè)、液體滲適檢測(cè)、射線照相檢測(cè)、超聲波檢辺和電磁檢測(cè)等。這些測(cè)試已經(jīng)在石油、天然化學(xué)、汽車、航空航天和國(guó)防等眾多領(lǐng)域中取得了廣泛的應(yīng)用。
彈簧壓縮試驗(yàn)
什么是壓縮試驗(yàn)？
壓縮試驗(yàn)用于評(píng)估材料和組件的力學(xué)性能的一種測(cè)試手段，其方法是壓縮，壓破或壓扁被測(cè)試樣品。這種類型的測(cè)試可以確定材料的阻力以及在指定的壓縮力施加或保持一段確定的時(shí)間后恢復(fù)原有形變的能力。壓縮測(cè)試的典型類型包括彎曲，彈簧和壓碎等。雖然壓縮測(cè)試通常是通過破碎力或像“粉碎”類型的限制來完成的，但現(xiàn)在，讓我們來看看一些正在逐漸被使用的非破壞性無損測(cè)試方法。
對(duì)彈簧的無損壓縮測(cè)試：
當(dāng)我們提到壓縮測(cè)試時(shí)想到的第一個(gè)應(yīng)用就是彈簧測(cè)試。彈簧在許多日常生活中都有應(yīng)用，例如鋼筆、玩具、山地自行車、汽車、家庭裝飾品和醫(yī)療設(shè)備等。彈簧可以通過一些測(cè)試和評(píng)估以確定其特性和性能，從而確保其在預(yù)期的產(chǎn)品生命周期中具有應(yīng)有的功能。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師依靠這些測(cè)試結(jié)果和規(guī)范來為他們的設(shè)計(jì)選擇正確的彈簧。質(zhì)量檢驗(yàn)員同樣對(duì)每批彈簧產(chǎn)品的質(zhì)量非常看重。
測(cè)試彈簧性能時(shí)，一些參數(shù)非常重要，例如彈簧剛度系數(shù)，彈簧負(fù)載，發(fā)生一定位移時(shí)的負(fù)載和負(fù)載一定載荷時(shí)發(fā)生的位移等。彈簧剛度經(jīng)常將作為無損檢測(cè)的一部分進(jìn)行計(jì)算。該計(jì)算可以由胡克定律確定，該定律將彈簧施加的力與其被拉伸或壓縮的距離相關(guān)聯(lián)，彈簧常數(shù)k以發(fā)生單位長(zhǎng)度的位移所施加的力進(jìn)行計(jì)算得到。
胡克定律的等式具體如下：
F = -kx
其中，x =最終平衡時(shí)彈簧發(fā)生的位移；
F =施加在彈簧上的力；
k =彈簧常數(shù)；
盡管胡克定律只適用于在某些載荷條件下的某些材料，但在大多數(shù)情況下，常用的螺旋型彈簧依然遵循胡克定律。
在塑料樣本上進(jìn)行的4點(diǎn)彎曲測(cè)試有助于了解其彎曲性能
塑料樣品四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)
在壓縮測(cè)試過程中，樣品通常會(huì)被壓縮到指定的高度厚度，然后在該點(diǎn)測(cè)量力的大小，然后使用胡克定律的方程式來計(jì)算樣品的彈性剛度。
彎曲測(cè)試：
如果關(guān)注材料的彎曲性能，則通常要進(jìn)行一些彎曲試驗(yàn)，如三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，直至試樣出現(xiàn)彎曲斷裂，但現(xiàn)在可能會(huì)有一些例外情況，即可以以一種非破壞性方式進(jìn)行這種試驗(yàn)。一個(gè)典型的例子就是測(cè)量滑雪板的彎曲力以確定最佳的滑雪板選擇。通過彎曲平衡點(diǎn)后面的滑雪板或支撐腳的大致位置，可以收集力測(cè)量數(shù)據(jù)并將其與外傾角（滑雪弧）和外傾高度相結(jié)合。通過這些數(shù)據(jù)，一家滑雪公司可以建立各種滑雪板模型，并將其與滑雪者的偏好相匹配。分析力與外傾角數(shù)據(jù)以確定每個(gè)滑雪板的最佳使用狀態(tài)，靴子裝訂位置和使用的蠟的類型等。
一個(gè)典型的壓力測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)測(cè)試臺(tái)，測(cè)力計(jì)以及專用夾具和固定裝置。許多壓縮測(cè)試儀也能夠進(jìn)行張力測(cè)量；
壓力測(cè)試系統(tǒng)
汽車和電子行業(yè)的無損檢測(cè)：
汽車和電子行業(yè)中已經(jīng)有很多無損式壓縮實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。隨著更多的電子裝置集成到車輛中，兩個(gè)行業(yè)經(jīng)常互相重疊。力測(cè)量可通過NDT壓縮測(cè)試進(jìn)行（如開關(guān)力激活和轉(zhuǎn)向桿激活）以確保車輛的使用性能和安全性等。每個(gè)測(cè)量都使用力測(cè)量?jī)x和一些可以模擬人手指進(jìn)行壓縮測(cè)試的橡膠尖端附件等。
體育用品無損檢測(cè)：
在廣泛的體育運(yùn)動(dòng)中，存在很多可能需要進(jìn)行的壓力測(cè)試，例如針對(duì)高爾夫球和網(wǎng)球的壓縮測(cè)試方法等。在這兩個(gè)球類比賽行業(yè)中，所使用的球類產(chǎn)品必須滿足管理機(jī)構(gòu)嚴(yán)格規(guī)定的規(guī)范才能參加錦標(biāo)賽。這些NDT測(cè)試旨在將每個(gè)球壓縮至指定負(fù)載，然后在該點(diǎn)出測(cè)量移動(dòng)量，這能夠有效確保不同測(cè)試樣本之間的一致性。
無損壓縮測(cè)試的好處：
NDT壓縮測(cè)試允許材料或組件在其預(yù)期應(yīng)用中進(jìn)行測(cè)試和使用，前提是樣品在可接受的測(cè)試范圍內(nèi)。它可以有效確定制造的一致性、提升設(shè)計(jì)過程、降低生產(chǎn)成本并確保產(chǎn)品符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
NDT壓縮測(cè)試所需的設(shè)備：
1.手動(dòng)或機(jī)動(dòng)測(cè)試臺(tái)；
測(cè)試臺(tái)能夠產(chǎn)生測(cè)試所需的力。雖然可以使用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)測(cè)試臺(tái)，但重要的是要了解是否需要高度的重復(fù)性或一致的速度。對(duì)于許多彈簧測(cè)試，簡(jiǎn)單的手動(dòng)測(cè)試臺(tái)可能會(huì)提供最經(jīng)濟(jì)的解決方案。如果測(cè)試需要恒定的速度，同時(shí)對(duì)樣品施加負(fù)載，電動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)則將產(chǎn)生更好的重復(fù)性。
2.測(cè)力計(jì)；
測(cè)力計(jì)能夠測(cè)量測(cè)試樣品上產(chǎn)生的力。它通常以磅力（lbF）、牛頓（N）或千克力（kgF）作為顯示單位。通常選擇測(cè)力計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使其量程接近最大預(yù)期測(cè)量力。為了獲得最佳的準(zhǔn)確性和安全性，在其最大量程邊界的20％到80％之間選擇一個(gè)測(cè)力計(jì)被認(rèn)為是最佳做法。
3.把手或夾具；
選擇正確的夾具或配件對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)的成功至關(guān)重要。力測(cè)試過程中的精確載荷對(duì)準(zhǔn)取決于用于固定樣品的夾具，配件或固定裝置。
對(duì)于NDT壓縮測(cè)試而言，圓形壓縮板比較適合進(jìn)行測(cè)試。選擇一個(gè)自動(dòng)調(diào)平，光滑的壓板，并對(duì)樣品的預(yù)期負(fù)荷和直徑進(jìn)行評(píng)級(jí)。在彎曲測(cè)試中，可使用3點(diǎn)和4點(diǎn)專用彎曲夾具。
橡膠面探頭是NDT壓縮測(cè)試中經(jīng)常使用的另一種配件。它可以用來模擬一根手指來測(cè)試按鈕和薄膜開關(guān)。
4.軟件；
可以根據(jù)不同的應(yīng)用要求對(duì)最終測(cè)試結(jié)果進(jìn)行查看、存儲(chǔ)、導(dǎo)出和分析。高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)控制測(cè)試系統(tǒng)和大多數(shù)機(jī)動(dòng)系統(tǒng)包括將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C或打印機(jī)的功能。在選擇一個(gè)軟件包時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮它是否可以繪制數(shù)據(jù)、計(jì)算并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、生成報(bào)告、或者提供其他分析工具，以便能夠?qū)颖镜男阅苓M(jìn)行最深入的了解。
5.安全防護(hù)；
為了保護(hù)操作員免受可能從測(cè)試區(qū)域意外飛出的飛行物體或碎屑的侵害，建議使用安全防護(hù)罩。防護(hù)罩還能夠防止測(cè)試員的四肢，頭發(fā)或衣服纏繞在測(cè)試區(qū)域。透明、防碎的聚碳酸酯被認(rèn)為是最好的安全防護(hù)裝置材料。此外，為測(cè)試人員購(gòu)置一副安全護(hù)目鏡也是一個(gè)非常明智的做法。
總結(jié)：
幾乎在每個(gè)行業(yè)中，非破壞性壓縮試驗(yàn)都會(huì)產(chǎn)生大量有關(guān)樣品特性和力學(xué)行為的有價(jià)值信息。由于樣品不會(huì)遭到破壞，制造商可以節(jié)省大量的成本和原材料，從而進(jìn)一步增加產(chǎn)品利潤(rùn)。
來源：天氏庫(kù)力 發(fā)布日期
2020-08-18 瀏覽：