使用馥勒(FULETEST)電子疲勞試驗機對柔性材料進行蠕變疲勞試驗時,需結合蠕變(恒定載荷下的時間依賴性變形)和疲勞(循環載荷下的損傷累積)特性。以下我們和馥勒一起小編一起了解其關鍵步驟和注意事項:
1.試驗前準備
? 材料特性分析:
確認柔性材料的力學參數(如彈性模量、屈服強度、蠕變速率等),以確定合適的載荷范圍和試驗頻率。柔性材料(如橡膠、聚合物等)可能需考慮環境溫度、濕度的影響,必要時配備溫控箱。
? 夾具選擇:
使用專用夾具(如氣動夾具、防滑夾具)確保柔性材料在長期試驗中無滑移或損傷。對于薄膜或纖維材料,可采用卷繞式夾具或粘接固定。
? 試驗模式設置:
蠕變階段:保持恒定靜態載荷(如拉伸、壓縮),監測應變隨時間的變化。
疲勞階段:疊加動態循環載荷(正弦波、三角波等),頻率需足夠低(如0.15Hz)以避免熱效應。
2.試驗參數設置
? 載荷控制:
靜態載荷:根據材料屈服強度的百分比設定(如20%50%),確保不發生快速斷裂。
動態載荷:振幅宜小(如±5%10%靜態載荷),避免過早疲勞失效。
? 時間與周期
時間:蠕變階段持續時間從幾分鐘到數千小時不等,需根據材料響應調整。
周期:疲勞循環次數通常設定為數千至百萬次,取決于應用場景。
? 數據采集:
高頻采集應變數據(如激光 extensometer 或視頻引伸計),避免接觸式引伸計打滑。 記錄載荷位移曲線、應變速率、滯回能等參數。
3. 試驗過程注意事項
? 環境控制:
柔性材料對溫度敏感,需在恒溫條件下試驗,或使用紅外熱像儀監測局部溫升。
? 信號穩定性:
柔性材料的非線性變形可能導致信號噪聲,需濾波或調整采樣頻率。
? 停止條件:
設定應變閾值(如斷裂應變)或載荷下降百分比(如10%)作為試驗終止條件。
4. 數據分析
? 蠕變行為:繪制應變時間曲線,擬合蠕變模型(如NortonBailey方程)。
? 疲勞損傷:分析應力應變滯回環的變化,計算能量耗散或損傷累積參數。
? 失效機理:結合SEM或顯微鏡觀察斷口形貌,區分蠕變孔洞與疲勞裂紋。
5. 馥勒試驗機特殊功能
多階段編程:可設置“靜態載荷+動態疊加"的復合波形。
軟件支持:配套軟件(如TestPilot)可能提供蠕變疲勞協同分析模塊。
安全保護:過載、位移超限自動停機,防止試樣意外斷裂損壞設備。
常見問題解決
試樣打滑:改用砂紙墊片或增加夾具壓力。
數據漂移:定期校準載荷傳感器和引伸計。
熱軟化:降低頻率或強制風冷。
通過合理設計試驗參數并利用馥勒試驗機的高精度控制能力,可有效評估柔性材料在蠕變疲勞耦合作用下的耐久性。建議參考ASTM D2990(蠕變)和ASTM D3479(疲勞)標準進行方法驗證。