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英斯特朗（上海）試驗設備...

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且慢！你真的選對高速試驗機了嗎？

閱讀：1357 發布時間：2023-4-21

為何選擇高速試驗機

隨著新材料的發展與計算機輔助工程的廣泛應用，對新產品的研發來說，得到材料、結構、成品等在實際使用工況下的力學性能變得越來越重要。因此基于傳統的準靜態測試，更高速的試驗應用正逐步擴展到更多行業，如模擬汽車的碰撞、安全帶/安全氣囊的打開、飛機的鳥撞等。

根據不同試驗速度，進行此類試驗所使用的手段也多種多樣，例如沖擊試驗機、電液伺服高速試驗機、霍普金森桿等。

Instron 電液伺服高速試驗機由常規電液伺服疲勞試驗機發展而來，試驗速度可達到 20m/s，應變速率可達到 103 水平，是高速試驗的優選設備。

設備選擇時有哪些常見誤區

在選擇具體設備時，用戶需要對主機的載荷、速度、行程等進行綜合考慮，同時結合具體的試驗材料、樣品、試驗條件等選擇合適的工裝夾具，否則很可能無法滿足試驗需求。

以主機載荷為例，部分用戶會出于種種原因選擇小載荷設備，但在實際試驗中并不能達到所需性能。

在選擇常規疲勞試驗機時需要參照動態性能曲線圖，設備的整體動態性能也會隨載荷、位移、頻率的變化而有所不同。與之相仿，在選擇高速試驗機時也應有類似的考慮，設備能保持的速度會隨著載荷的提高而降低，具體如下圖所示。

如果需要做 10kN@20m/s 的試驗，應采用載荷為 100kN 的設備而不是 50kN 的設備，從而確保能留有余量進行校正以保持相對恒定的試驗速度。

關于高速試驗機的夾具選擇，相關標準如 ISO26203-2 中介紹了以下幾種夾持方式。

左邊兩種均采用了先夾持再加速撞擊的方式，試樣在測試前處于非自由狀態，已受力；在達到試驗速度時通過碰撞進行載荷傳遞，非緊固夾持，會產生反彈，從而造成減速、震蕩和額外噪音，因此在毫秒級的試驗過程中會產生較大的速度偏差。

而 C 類設計很好地避免了這些問題，樣品在試驗前處于自由狀態不受力，在夾持時采用咬合方式可避免反彈減速、震蕩噪音等問題，在條件允許的情況下是最佳方案。