壓痕試驗機

本試驗機為壓痕試驗機，光伏應(yīng)用于對材料的力學(xué)行程分析。基于材料試驗機原理，但硬件配置均為進口，軟件功能復(fù)雜，數(shù)據(jù)分析處理功能強。相比國外進口的而言，此款試驗機有價格優(yōu)勢。相比國內(nèi)設(shè)備而言，功能強大，精度高。主要客戶為工程研究所、高等院校等。若需要具體配置以及技術(shù)參數(shù)可以咨詢我司。

試驗機簡介：

    本試驗機為壓痕試驗機，光伏應(yīng)用于對材料的力學(xué)行程分析。基于材料試驗機原理，但硬件配置均為進口，軟件功能復(fù)雜，數(shù)據(jù)分析處理功能強。相比國外進口的而言，此款試驗機有價格優(yōu)勢。相比國內(nèi)設(shè)備而言，功能強大，精度高。主要客戶為工程研究所、高等院校等。若需要具體配置以及技術(shù)參數(shù)可以咨詢我司。

一、壓痕試驗機主要技術(shù)參數(shù)

1、試驗負荷： 600N；

2、測力精度等級：第三方計量0.5級，試驗機可以達0.2級；

3、位移精度：第三方計量0.5級，試驗機可以達0.2級；

4、位移分辨率：0.001毫米；

5、試驗行程：50mm；

6、測試頭要求：直徑為0.7635 mm 的球形壓頭，所用材料為碳化鎢硬質(zhì)合金；

7、測試速度：1~100mm/min

8、產(chǎn)品尺寸：W*D*H 550*450*650mm(約)

 二、壓痕試驗機軟件功能

1載荷-位移曲線

可以實現(xiàn)載荷加載-部分卸載-加載-部分卸載……的循環(huán)，試驗時的起始預(yù)加載載荷設(shè)定為53.378 N (即12.(Hbs ),壓頭壓入試樣測試表面前的行進速率設(shè)定為0.508 mm/s (即0.02 in/s)左右,靠近試樣測試表面時降低到0.127 mm/s (即0.005 in/s)左右,而當位移傳感器接觸到試樣基準面時,壓頭行進速率進一步降低到0.00533 mm/s (即0.00021 in/s)左右,然后壓頭保持該速率緩慢向下運動,待到壓頭開始平穩(wěn)接觸測試表面時則進入預(yù)加載階段。當預(yù)加載載荷達到設(shè)定值時即停止加載,選擇“繼續(xù)試驗”后正式幵始自動球壓痕試驗。設(shè)置自動球壓痕試驗的載荷、載荷加載與卸載的循環(huán)次數(shù)以及每次卸載載荷與當前載荷值的全部后自動開始試驗,加載與卸載速率由系統(tǒng)自動控制,在完成最后一次加載后,試驗機將把載荷*卸除并將橫梁及壓頭快速回升到遠離試樣測試表面的起始高度,單次自動球壓痕試驗正式結(jié)束,如下圖藍色部分是8個循環(huán)：

2真應(yīng)力-應(yīng)變曲線

自動球壓痕試驗獲得的載荷-位移曲線如圖所示,圖中僅列出了3個加、卸載循環(huán)周期。通過添加“部分卸載”環(huán)節(jié),有助于確定每個加載循環(huán)點的總壓痕深度以及殘余壓痕深度。

如圖，hp為殘余壓痕深度；ht為總壓痕深度；該軟件可以將每個循環(huán)的卸載曲線延長并與橫坐標相交，交點為（hp，0），每個循環(huán)都對應(yīng)一個hp值，記錄這些hp值；通過每個循環(huán)的卸載點作垂線并與橫坐標相交，交點為（ht，0），每個循環(huán)都對應(yīng)一個ht值，記錄這些ht值。

 

3屈服強度

3.1屈服強度計算

其中dt為總壓痕直徑；ht為總壓痕深度；D為壓頭直徑。

試驗過程中每一個加載、卸載循環(huán)周期都能測量到球壓頭的總壓入深度ht,并可根據(jù)上式將其轉(zhuǎn)化為總的壓痕直徑dt。根據(jù)載荷-位移曲線，每個ht都對應(yīng)一個載荷P,以dt/D為橫坐標，P/dt²（Mpa）為縱坐標繪制換算屈服強度曲線，如下圖所示：

 

記錄當dt/D=1時的P/dt²值，該值即為A（材料壓痕參數(shù)），同時，該軟件也能夠在同一張圖里將多次試驗曲線疊加，如下圖所示：

上式為屈服強度計算公式。其中α_y為屈服強度；β_m為材料屈服系；B為屈服強度偏移參數(shù)。

在軟件中自行輸入相應(yīng)β_m和B值就可以自動計算出屈服強度α_y。

3.2比較修正

因為上述β_m、B值是前人經(jīng)驗所得，所以需要進行比較修正。要求：輸入一組材料實際屈服強度數(shù)值R，以及對應(yīng)的A值，即可得到以A為橫坐標，以R為縱坐標的擬合曲線，通過該曲線可以得到新的β_m'、B',記錄并報出這兩個值。

4抗拉強度

ε_p=ln（1+ε）

上式中，ε_p為真應(yīng)變，ε為工程應(yīng)變，根據(jù)真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)據(jù)，將其橫坐標改為工程應(yīng)變ε，繪制真應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線：

圖中橫坐標為工程應(yīng)變,縱坐標為真應(yīng)力,圖中藍色曲線即為真應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線。從真應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線上的工程應(yīng)變值為-1.00處畫一條切線(圖中綠色直線),切點縱坐標即為真應(yīng)力值,而切線與縱坐標軸相交的點即為工程極限拉伸強度值α_u，記錄該α_u值。

同樣，要求能夠在同一張圖里將多次試驗曲線疊加。

5斷裂韌度

上式中，K_JC為斷裂韌度；E₂為材料彈性模量；s為載荷-位移曲線的斜率；D為壓頭直徑；h*為臨界下壓深度。

上式中，E_D為有效彈性模量；ν和ν_i分別表示材料和壓頭的泊松比; E₁為壓頭的彈性模量; Ac為壓頭和試樣的接觸的投影面積; L為壓痕試驗獲得的載荷-深度曲線中每次卸載曲線的卸載剛度，即卸載斜率。

根據(jù)載荷-位移曲線，將每個循環(huán)卸載時得到的ln( h_t) 和ln( E_D) 線性擬合就可以得到 h_t和E_D的關(guān)系。所以只要知道臨界的 ，就可得到臨界下壓深度h*。

f*為臨界孔洞率，根據(jù)上式則可算得臨界損傷變量M*和臨界彈性模量，從而根據(jù)擬合出來的ln( h_t)和ln( E_D)的線性關(guān)系式算出臨界下壓深度 h*，將其帶入式中即可求得斷裂韌度值 K_JC。

要求能夠?qū)?/span>ln( h_t)和ln( E_D)線性擬合并繪制曲線，并且輸入f*值即得到值以及相應(yīng)的h*值，并得到最后的K_JC值。

同樣，要求能夠在同一張圖里將多次試驗曲線疊加。

 

 

• 數(shù)據(jù)分析

自行輸入表頭并設(shè)置表格參數(shù)生成表格，可將上述記錄的數(shù)據(jù)直接引用或自行輸入，軟件可自行計算偏差值。