یک تستر کششی و یک دستگاه تست یونیورسال (UTM) اغلب بر روی پلتفرم های تست مشابه ساخته می شوند. تفاوت همیشه در خود دستگاه نیست، بلکه در نحوه پیکربندی آن و آزمایش هایی است که می تواند انجام دهد.
برای آزمایشگاه هایی که تجهیزات جدید خریداری می کنند، سوالات مفیدتر مربوط به روش های آزمایش، اندازه گیری نیرو، تجهیزات و نیازهای نمونه است. درک این عوامل کمک می کند تا تعیین کنیم آیا پیکربندی اختصاصی تست کششی کافی است یا یک UTM چندمنظوره سرمایه گذاری بهتری خواهد بود.
UTM در مقابل تستر کشش: تفاوت واقعی چیست ؟
دستگاه تست جهانی یک سیستم قابل پیکربندی است که برای اندازه گیری خواص مکانیکی مواد و قطعات تحت بارگذاری کنترل شده استفاده می شود.بسته به ساختار و لوازم جانبی آن، ممکن است از آزمایش های کششی، فشرده سازی، خم شدن، لایه برداری و سایر آزمایش های مکانیکی پشتیبانی کند.
تستر کششی معمولا عمدتا برای آزمایش کششی پیکربندی یا بازاریابی می شود، از جمله اندازه گیری هایی مانند مقاومت کششی، نیروی شکست و کشیدگی.
اما در عمل، این نام ها اغلب با هم همپوشانی دارند. ماشینی که به عنوان تستر کشش فروخته می شود ممکن است از همان فریم، سلول بار و سیستم کنترل UTM استفاده کند.با تجهیزات و نرم افزارهای سازگار ، ممکن است از روش های تست اضافی نیز پشتیبانی کند.
بنابراین تمایز بیشتر مربوط به پیکربندی تست موجود است تا تقسیم بندی ثابت بین دو دسته ماشین.
تفاوت های کلیدی در یک نگاه
|
مقایسه |
دستگاه تست جهانی (UTM) |
تستر کششی |
|---|---|---|
|
هدف اصلی |
آزمون مکانیکی قابل پیکربندی |
عمدتا آزمایش کششی |
|
کاربردهای معمول |
روش های کششی، فشرده سازی، خمش و سایر روش های پشتیبانی شده |
مقاومت کششی، کشیدگی و نیروی شکست |
|
برنامه ها |
قابل تعویض، خاص کاربرد |
معمولا با دسته های کششی پیکربندی شده اند |
|
ظرفیت بار |
بستگی به مدل انتخاب شده دارد |
بستگی به مدل انتخاب شده دارد |
|
دقت اندازه گیری |
بستگی به سیستم اندازه گیری دارد |
بستگی به سیستم اندازه گیری دارد |
|
کاربران معمولی |
آزمایشگاه های چندمنظوره کنترل کیفیت و تحقیق و توسعه |
آزمایشگاه هایی که روش های کششی تعریف شده را انجام می دهند |
هیچ کدام از این نام ها ظرفیت، کلاس دقت یا دامنه ای از عملکردهای آزمایشی را تضمین نمی کنند. این جزئیات باید از پیکربندی واقعی تجهیزات تأیید شوند.
یک ماشین، پیکربندی های تست متفاوت
انعطاف پذیری UTM از توانایی آن در پذیرش آرایش های مختلف بارگذاری ناشی می شود، به شرطی که دستگاه ظرفیت و قابلیت کنترل لازم را داشته باشدو لوازم جانبی.
سه آزمایش آزمایشگاهی رایج را در نظر بگیرید.
|
روش آزمایش |
پیکربندی معمول |
اندازه گیری اصلی |
|---|---|---|
|
آزمون کششی |
دسته های کششی بالا و پایین |
نیروی کششی و تغییر شکل |
|
آزمون فشرده سازی |
صفحات فشاری |
نیروی فشاری و جابجایی |
|
خم شدن سه نقطه ای |
دو تکیه گاه پایینی و یک دماغه بالایی بارگذاری |
نیروی خمشی و انحراف |
در آزمایش کششی، نمونه بین دسته ها محکم شده و در امتداد محور بارگذاری کشیده می شود. آزمایش تراکم از صفحات برای اعمال بار فشاری استفاده می کند، در حالی که خم شدن سه نقطه ای نیازمند فیکسچری با فاصله مشخص تکیه گاه و دماغه بارگذاری است.
این روش ها ممکن است فریم ماشین سازگاری داشته باشند ، اما الزامات تست یکسانی ندارند.
برای مثال، ASTM D638 و ISO 527 به آزمایش کششی پلاستیک ها می پردازند، در حالی که ASTM D695 و ASTM D790 به ترتیب آزمایش های فشرده سازی و خمشی را پوشش می دهند.هر روش نیازهای خاص خود را برای آماده سازی نمونه، شرایط بارگذاری و محاسبه نتایج دارد.
لوازم جانبی اندازه گیری هم اهمیت دارند. وقتی یک روش نیاز به کرنش در طول گیج مشخص دارد، جابجایی سر عرضی به تنهایی ممکن است جایگزین قابل قبولی برای اندازه گیری کرنش مشخص نباشد روش.
تغییر فیکسچر می تواند کاربردهای دستگاه را گسترش دهد، اما به طور خودکار مناسب بودن برای هر استاندارد تست را اثبات
نمی کند.
چه زمانی پیکربندی تست کششی کافی است؟
پیکربندی اختصاصی تست کششی می تواند انتخابی عملی باشد زمانی که آزمایشگاه یک روش مشخص را بارها و بارها انجام دهد و نیاز فوری به آن نداشته باشد حالت های بارگذاری دیگر .
در این شرایط، عملکرد اندازه گیری، گرفتن و تکرارپذیری شایسته توجه بیشتری نسبت به تعداد توابع ذکر شده در بروشور محصول هستند.
کنترل کیفیت فیلم پلاستیکی
یک تولیدکننده بسته بندی که آزمایش های کششی روتین روی فیلم های پلیمری نازک انجام می دهد، به سیستمی نیاز دارد که متناسب با محدوده نیروی مورد انتظار، ابعاد نمونه و آزمایش باشد روش.
دسته های فیلم باید نمونه را محکم نگه دارند بدون اینکه آسیب زودهنگام وارد شود. سرعت آزمایش، قابلیت های سفر در دسترس و گزارش دهی نیز باید با نیازهای آزمایشگاه مطابقت داشته باشند.
یک سیستم تست کشش به درستی پیکربندی شده ممکن است همه نیازهای این کاربرد را فراهم کند.
آزمایش کششی لاستیک
نمونه های لاستیکی می توانند قبل از پارگی کشیدگی قابل توجهی داشته باشند.
حرکت کافی، گریپ های مناسب و روش اندازه گیری کرنش مورد نیاز ممکن است مهم تر از انتخاب دستگاهی با بالاترین ظرفیت موجود باشد.
یک دستگاه آزمایش می تواند ظرفیت نیرو کافی داشته باشد و اگر نتواند امتداد نمونه را در طول آزمایش جا دهد، همچنان نامناسب باشد.
آزمون روتین کشیدن مؤلفه
برخی آزمایشگاه های تولیدی به طور مکرر یک قطعه خاص را بر اساس یک نیاز مشخص به نیروی کششی آزمایش می کنند.
وقتی هندسه و روش نمونه یکسان باقی بماند، پیکربندی مناسب تست کششی ممکن است بدون سرمایه گذاری در توابع اضافی که آزمایشگاه انتظار استفاده ندارد.
این به این معنا نیست که یک تستر کششی اختصاصی ذاتا دقیق تر یا ارزان تر از UTM است. این ویژگی ها به تجهیزات مورد مقایسه بستگی دارد.
تصمیم خرید باید الزامات واقعی آزمایش و بار کاری آزمایشگاهی پیش بینی شده را منعکس کند.
چه زمانی باید یک دستگاه تست یونیورسال را انتخاب کنید؟
یک UTM قابل پیکربندی زمانی کاربردی تر می شود که آزمایشگاه نیاز به انجام چندین روش تست مکانیکی داشته باشد یا انتظار داشته باشد نیازهای آزمایش آن تغییر کند.
یکآزمایشگاه قطعات خودرو را در نظر بگیرید که مواد پلیمری، قطعات قالب گیری شده و قطعات مونتاژ شده را ارزیابی می کند.کار آن ممکن است شامل آزمایش کششی نمونه های پلاستیکی، آزمایش فشرده سازی قطعات منتخب و خمشی سه نقطه ای نمونه های مواد باشد.
اگر نیروها، ابعاد نمونه و روش های مورد نیاز در چارچوب قابلیت های یک پلتفرم ماشین سازگار قرار گیرد، این کاربردها می توانند از طریق تجهیزات و پیکربندی های اندازه گیری متفاوت.
این انعطاف پذیری در آزمایشگاه های مشترک QC و تأسیسات تحقیق و توسعه که نیازهای تست بین پروژه ها متفاوت است، ارزشمند است.
همچنین می تواند نیاز به خرید فریم های جداگانه ماشین برای هر تست مکانیکی استاتیک سازگار را کاهش دهد.
با این حال، اصطلاح جهانی نباید به عنوان قابلیت تست نامحدود تفسیر شود.
یک UTM استاتیک معمولی به طور خودکار جایگزین تجهیزات تخصصی برای آزمایش های خستگی، برخورد، گشتاور یا محیط زیست با فرکانس بالا نمی شود. چنین کاربردهایی ممکن است به سیستم های اختصاصی یا راهکارهای مهندسی اضافی نیاز داشته باشند.
کدام پیکربندی برای آزمایشگاه شما مناسب است؟
|
الزامات آزمایشگاهی |
جهت گیری انتخاب |
|---|---|
|
یک روش کششی ثابت |
اولویت دادن به پیکربندی مناسب تست کششی |
|
آزمایش کششی و فشرده سازی |
یک UTM قابل پیکربندی را در نظر بگیرید |
|
خم شدن کششی و سه نقطه ای |
سازگاری چراغ و دستگاه را بررسی کنید |
|
چندین دسته بندی مادی |
ارزیابی انعطاف پذیری سلول بارگذاری و فیکسچر |
|
تغییر نیازهای تحقیق و توسعه |
نیازهای پیکربندی آینده را در نظر بگیرید |
هدف خرید دستگاهی با طولانی ترین فهرست عملکردهای موجود نیست.هدف انتخاب سیستمی است که بتواند رویه های مورد نیاز آزمایشگاه را در چارچوب قابلیت های عملیاتی تأییدشده خود انجام دهد.
چرا برد نیرو مهم تر از حداکثر ظرفیت
استیکی از مهم ترین ملاحظات هنگام انتخاب هر یک از این دستگاه ها، رابطه بین ظرفیت حداکثر و نیروهای واقعی اندازه گیری شده است.
یک دستگاه تست ۵۰ کیلو نیوتن به طور خودکار انتخاب بهتری نسبت به دستگاه ۵ کیلو نیوتن برای هر کاربرد کششی نیست.
نیروی کار مورد انتظار، ظرفیت سلول بار و محدوده اندازه گیری تأیید شده باید به طور جداگانه در نظر گرفته شوند.
مثال مهندسی: آزمایش نمونه ای با نیروی شکست مورد انتظار ۲ کیلو نیوتن
یکآزمایشگاه نمونه های پلاستیکی با نیروی شکست مورد انتظار حدود ۲ کیلو نیوتن را در نظر بگیرید.
هر دو سلول بار ۵ کیلو نیوتن و ۵۰ کیلو نیوتن ظرفیت اسمی کافی دارند. با این حال، نیروی آزمایشی ۴۰٪ از ظرفیت سنسور کوچک تر و تنها ۴٪ از ظرفیت سنسور بزرگ تر را تشکیل می دهد.
|
پارامتر |
سلول بار ۵ کیلو نیوتن |
سلول بار ۵۰ کیلو نیوتن |
|---|---|---|
|
ظرفیت نامی |
۵ کیلو نیوتن |
۵۰ کیلو نیوتن |
|
نیروی شکستن مورد انتظار |
۲ کیلو نیوتن |
۲ کیلو نیوتن |
|
درصد ظرفیت اسمی |
۴۰٪ |
۴٪ |
|
ظرفیت اسمی کافی |
بله |
بله |
|
عملکرد اندازه گیری در ۲ کیلو نیوتن |
باید تأیید شود |
باید تأیید شود |
این تفاوت ارزش بررسی دارد، اگرچه مشخص نمی کند کدام حسگر دقیق تر است .
سؤال مرتبط این است که آیا سیستم اندازه گیری انتخاب شده، عملکرد تأیید شده را در بازه واقعی نیروی کار ارائه می دهد یا خیر.
مهندسان همچنین باید بین سه مشخصات که گاهی به عنوان قابل تعویض در نظر گرفته می شوند، تمایز
قائل شوند.ظرفیت فریم در مقابل ظرفیت سلول بار
حداکثر ظرفیت ساختاری یک قاب ماشین لزوما نمایانگر ظرفیت هر سلول بار نصب شده روی آن نیست.
ظرفیت سلول بار در مقابل بازه اندازه گیری تأیید شده
ظرفیت اسمی یک حسگر به تنهایی کمترین نیرویی را که عملکرد اندازه گیری مشخص شده آن را تأیید می کند، تعیین نمی کند.
جابجایی سر عرضی در مقابل کرنش نمونه
حرکت ماشین می تواند شامل تغییر شکل و تطابق از قاب، تجهیزات و محل نشستن نمونه باشد. وقتی یک استاندارد نیاز به اندازه گیری کرنش در طول گیج تعریف شده دارد، ممکن است نیاز به استفاده از اکستنسومتر مناسب یا روش اندازه گیری مشخص دیگر باشد.
این ملاحظات به طور مساوی برای تجهیزاتی که به عنوان دستگاه تست یونیورسال یا تستر کششی بازاریابی می شوند، صدق می کند.
یک سیستم مناسب ظرفیت کافی را با عملکرد اندازه گیری مناسب، گرفتن، حرکت و کنترل تست ترکیب می کند.
کدام دستگاه تست ITM-LAB را باید انتخاب کنید؟
ITM-LAB پیکربندی های ماشین های تست جهانی را ارائه می دهد که نیازهای مختلف نیرو برای آزمایش مواد و قطعات را پوشش می دهد.
نیروی آزمایشی مورد انتظار نقطه شروع مفیدی برای شناسایی سری ماشین مناسب فراهم می کند.
گزینه های دستگاه تست جهانی ITM-LAB
مدل
ظرفیت نیروی موجود
جهت گیری اولیه انتخاب
RS-8010A
۵۰ نیوتن تا ۵ کیلو نیوتن
آزمایش مواد و قطعات با نیروی پایین
ترRS-8000
۱۰–۵۰ کیلو نیوتن
آزمایش مکانیکی با نیروی متوسط
RS-8000A
۱۰۰ تا ۳۰۰ کیلو نیوتن
آزمایش مواد با نیروی بالاتر
این بازه های ظرفیت، مرجع اولیه را فراهم می کنند نه یک قاعده انتخاب کامل .
پیکربندی نهایی باید با نیروی مورد انتظار، ابعاد نمونه، روش آزمایش، حرکت در دسترس، الزامات گرفتن و محدوده اندازه گیری تأیید شده بررسی شود.
برای آزمایشگاه هایی که دستگاه های مختلف را مقایسه می کنند ، مفید است که قبل از خرید اطلاعات زیر را به دست آورید:
-
روش های آزمایش مورد نیاز و استانداردهای قابل اجرا.
-
نیروهای آزمایشی نرمال و حداکثر مورد انتظار.
-
ابعاد نمونه و الزامات گرفتن آن.
-
اندازه گیری حرکت، سرعت و تغییر شکل مورد نیاز.
-
محدوده اندازه گیری نیرو برای پیکربندی انتخاب شده تأیید شده است.
درک واضح این نیازمندی ها تعیین سری ها و لوازم جانبی مناسب دستگاه ها را آسان تر می کند.
نتیجه گیری
برای آزمایشگاهی که فرآیند کشش ثابت را انجام می دهد، پیکربندی مناسب آزمایش کشش ممکن است تنها چیزی باشد که نیاز است. یک UTM قابل تنظیم زمانی مفیدتر می شود که تست های مکانیکی مختلف نیاز به اشتراک گذاشتن یک پلتفرم ماشین داشته باشند.
هیچ یک از این انتخاب ها نباید صرفا بر اساس ظرفیت ماشین یا اصطلاحات محصول انجام شود . روش آزمایش، محدوده نیروی کار ، تجهیزات و نیازهای اندازه گیری تعیین می کنند که آیا یک سیستم مناسب است یا خیر.
ابتدا آزمون را تعریف کنید. دوم دستگاه را انتخاب کن.
کشف ITM-LAB ماشین های تست جهانی برای مقایسه پیکربندی های موجود برای درخواستت.
