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什么是扭转测试?

扭转测试是一种机械测试方法,用于评估材料或装置在角位移造成的应力作用下的性能。 在扭转试验中,试样会受到扭转力或扭力的作用,从而产生扭矩。 该试验用于测量材料的各种机械性能,包括刚度模量、剪切应力和剪切应变。

扭转试验可提供有关材料在承受扭转载荷时抗变形能力的宝贵信息。

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  • 什么是扭转测试?
    • 扭转测试的目的是什么?
    • 如何进行扭转测试?
    • 扭转试验的类型
    • 常用的扭转测试应用
    • 最常见的扭转测试
    • 扭转试验机

扭转测试的目的是什么?

扭转测试之所以引人注目,是因为扭转力在无数产品和部件的运行中无处不在。 以汽车传动系统中使用的金属为例。 它在运行过程中承受着复杂的综合负荷,其中扭转是主要部分。 为了设计出更省油的汽车,工程师们可能会考虑改变传动轴的材料,以减轻汽车重量。 在这种情况下,扭转测试起着关键作用,它使工程师能够确定在扭转强度和轻量化目标之间取得平衡的材料。

扭转测试的范围不仅包括原材料,还包括成品。 生物医学管道、开关、紧固件和其他一系列设备在日常使用中都会面临扭转应力。 通过对这些产品进行扭转试验,制造商可以模拟真实的使用条件,仔细检查产品质量,验证设计,并确保制造技术的适当性。

如何进行扭转测试?

进行扭转测试是材料测试中的一个重要过程,有助于工程师和科学家了解材料对扭转力的反应。 要进行扭转测试,请按照以下步骤操作:

  1. 样品制备: 首先准备一个要测试的材料的圆柱形样品。 确保其直径和长度一致,以获得准确的结果。
  2. 固定: 将样品固定在试验机中,试验机配有专门用于扭转的夹具。 样品的一端是固定的,而另一端可以自由旋转。
  3. 测量设置: 连接传感器以测量扭矩(扭力)和角位移。 这些传感器在整个测试过程中记录数据。
  4. 加载: 逐渐向样品施加扭矩。 扭转力会导致材料产生角变形。
  5. 数据采集: 持续监控并记录扭矩和角位移数据。 这些信息有助于了解材料在扭转情况下的行为。
  6. 分析: 完成测试后,分析数据以确定材料的剪切模量、抗扭强度和其他相关特性。
  7. 报告: 用清晰的报告总结结果,包括测试条件、使用的设备和材料的性能。
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扭转试验的类型

扭转试验有多种形式,取决于当前的应用和目标。 这些测试大致可分为以下几类:

  • 仅扭转:在这种模式下,测试试样只承受纯扭转载荷。
  • 轴向扭转: 这种试验类型结合了施加在试样上的轴向力(拉力或压力)和扭转力。
  • 失效测试: 目的是扭转产品、部件或试样,直至其失效。 失效可表现为试样的物理断裂或扭结/缺陷。
  • 验证测试:验证测试需要施加扭转载荷,并在固定时间内保持该扭转载荷。
  • 功能测试:功能测试不局限于单个组件,而是侧重于测试完整的组件或产品,如瓶盖、开关、表盘笔或转向柱。 目的是验证产品在扭转载荷下的性能是否符合预期。

常用的扭转测试应用

扭转测试广泛应用于多个行业。 一些主要应用包括

  • 生物医学: 评估医疗器械的扭转特性,如螺钉和钻头刀尖。
  • 汽车: 评估汽车部件的扭转性能,确保安全和性能。
  • 航空航天: 验证航空航天应用中使用的材料在扭转载荷下的可靠性。

最常见的扭转测试

扭转测试领域有一套严格的标准,可确保测试程序的一致性和可靠性。 其中一些著名的标准包括

  • ASTM F543:该标准涉及骨螺钉的轴向和扭转测试。
  • ASTM A938: 该标准侧重于金属线材的扭转测试,提供了全面的指导原则。
  • ISO 7800: 金属线材扭转测试程序。
  • ISO 594/ISO 80369: 这些标准深入探讨了锥形鲁尔接头的测试,确保其符合设定的规范。
  • ISO 7206: 人工髋关节植入物的耐久性和疲劳测试,医疗设备测试的一个重要方面。

扭转试验机

BV 系列

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TM 系列

扭转测试系统

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