选购拉伸试验机的夹具是确保测试准确性和效率的关键一环,需要结合试样特性、测试标准、测试要求等多个因素综合考虑。以下是系统性的选择指南:
一、核心考虑因素
1. 试样类型与形状:
金属材料:
棒材/圆棒: V型或锯齿状楔形夹具(提供均匀径向压力)。
板材/带材/条状试样: 平口楔形夹具(带锯齿或滚花表面防滑)。
线材/丝材: 线材专用夹具(如带线槽的V型夹或缠绕夹具)。
塑料/高分子材料:
哑铃型试样: 平口夹具(通常需衬垫或橡胶面防滑、防压伤)。
薄膜/薄片: 气动夹具(均匀夹持力)、对夹式夹具(避免边缘撕裂)。
管材: 膨胀芯轴夹具或压缩式管材夹具。
橡胶/弹性体:
哑铃型试样/O型圈: 带衬垫(如砂纸、橡胶、软金属)的平口夹具或专用O型圈夹具。
复合材料:
层压板/织物: 带衬垫的楔形夹具或液压夹具(避免分层/压溃)。常需使用加强片(胶粘或机械固定)。
纺织品/纤维:
纱线/单丝: 缠绕夹具、气动夹具或夹线钳。
织物: 条状夹具(如抓取式夹具,带齿面或衬垫)。
2. 试样尺寸(关键!):
厚度/直径: 夹具开口范围必须覆盖试样尺寸。
标距长度: 夹具尺寸和夹持方式不能影响标距区域的变形测量。
夹持区域尺寸: 确保夹具夹爪有足够的接触面积(通常要求夹持长度≥试样宽度的1.5-2倍),避免应力集中或滑移。
3. 材料强度与硬度:
高强度/高硬度材料(如钢、钛合金): 需要刚性高、齿形尖锐的楔形夹具或液压夹具,提供极大的夹持力。
低强度/软材料(如软塑料、橡胶、薄膜):
需要降低夹持压力防止压溃或变形。
选用带软衬垫(如橡胶、砂纸、软金属箔)的平口夹具。
考虑气动夹具(夹持力可精确调节且分布均匀)。
4. 测试类型与标准:
遵循标准: ASTM、ISO、GB、JIS等标准通常对夹具类型、夹持方式、衬垫材料有明确规定(务必查阅!)。
测试目的:
拉伸强度、屈服强度: 标准夹具通常满足。
弹性模量、泊松比: 对试样对中性和夹持稳定性要求高,避免滑移。
断裂韧性/延伸率: 夹具不能过早破坏试样或引起应力集中导致非标距内断裂。
高温/低温测试: 需要能在相应温度下工作且不失效的夹具(特殊材料、冷却/加热通道)。
5. 所需夹持力:
估算试样最大载荷,夹具能提供的最大夹持力必须远超此值(通常2-3倍以上),确保绝对不打滑。
高载荷: 优先考虑液压夹具或高强度楔形夹具。
低载荷/易损试样: 气动夹具或手动夹具+精密调节更合适。
6. 试验机接口:
尺寸兼容: 夹具必须与试验机的上下横梁连接接口(如螺纹尺寸、T型槽尺寸、快换接头)匹配。
类型兼容: 确保试验机支持所选夹具类型(如液压夹具需要液压源)。
7. 特殊测试环境:
高低温箱: 夹具尺寸需能放入箱内,材料需耐温(如特殊合金),避免润滑剂挥发污染。
腐蚀环境: 选用耐腐蚀材料(如不锈钢、表面处理)。
生物/医疗: 需易于清洁消毒(不锈钢),或使用一次性衬垫。