ตัวอย่างยางสามารถอัดได้ 25% ที่ 600 N อีกวิธีหนึ่งต้องการแรง 1.4 kN เพื่อให้เกิดการเบี่ยงเบนเท่าเดิม
ยางรุ่นไหนดีกว่ากัน?
ตัวเลขที่สูงกว่าไม่ได้ตอบคําถามนั้นโดยตรง
สําหรับการปิดผนึก อาจต้องใช้สารประกอบที่ค่อนข้างยืดหยุ่นเพื่อให้เข้ากับพื้นผิวการผสม อุปกรณ์รองรับยางหรืออุปกรณ์ควบคุมการสั่นสะเทือนอาจต้องการการตอบสนองที่แข็งแรงกว่ามากเพื่อจํากัดการเคลื่อนไหวภายใต้แรง สิ่งสําคัญคือวัสดุนั้นให้พฤติกรรมการบีบอัดที่เหมาะสมกับการใช้งานหรือไม่
นั่นคือปัญหาที่ ASTM D575 ถูกออกแบบมาเพื่อศึกษา
ASTM D575-91(2024) วิธีการทดสอบมาตรฐานสําหรับคุณสมบัติยางในการบีบอัด มีสองวิธีในการกําหนดลักษณะการบีบอัดและการโก่งงของสารประกอบยาง แทนที่จะมองว่าการอัดเป็นเพียงการทดสอบ "แรงสูงสุดก่อนเกิดความล้มเหลว" เท่านั้น มันจะศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับการเปลี่ยนรูป
อย่างไรก็ตาม สําหรับวิศวกรทดสอบ การรู้จํานวนมาตรฐานเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น รูปทรงของตัวอย่าง การจัดแนวแผ่นโลหะ อัตราการทดสอบ ช่วงแรง และแม้แต่วิธีการวัดการเคลื่อนที่ ก็สามารถส่งผลต่อผลลัพธ์ได้
คู่มือนี้จะพิจารณารายละเอียดเหล่านั้น—และวิธีที่มันส่งผลต่อการกําหนดค่าของเครื่องทดสอบสากลสําหรับการทดสอบแรงอัดยาง
ASTM D575 บอกอะไรคุณจริง
ๆASTM D575 เป็นการทดสอบเปรียบเทียบความแข็งแรงของวัสดุยางในขณะถูกอัดเป็นหลัก
ความสัมพันธ์ทางวิศวกรรมพื้นฐานของมันตรงไปตรงมา:
Force ↔ Deflection
วิธีหนึ่งในการใช้ความสัมพันธ์นี้คือการบีบอัดตัวอย่างด้วยปริมาณที่กําหนดและวัดแรงที่ต้องการ อีกวิธีหนึ่งคือการใช้แรงที่กําหนดไว้และวัดว่าตัวอย่างเบี่ยงเบนมากแค่ไหน
นั่นทําให้ ASTM D575 มีประโยชน์เมื่อเปรียบเทียบสารประกอบยางที่ใช้กับงานอัด เช่น วัสดุซีล แผ่นยางยืด ขาตั้ง และชิ้นส่วนอื่น ๆ ที่มีการเสียรูปภายใต้แรง
สิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจว่ามาตรฐานไม่ได้บอกอะไรกับคุณ
ค่าแรงที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าผลลัพธ์จะดีกว่าโดยอัตโนมัติ และ ASTM D575 ไม่ใช่แค่การทดสอบว่าตัวอย่างสามารถทนต่อแรงอัดได้มากแค่ไหนก่อนเกิดความเสียหายร้ายแรง
เป็นวิธีการระบุการตอบสนองการบีบอัดของวัสดุภายใต้สภาวะที่ควบคุมได้
มาตรฐานนี้ครอบคลุมสารประกอบยางที่ไม่ใช่วัสดุที่จัดประเภทเป็นยางแข็งหรือยางฟองน้ํา หากคุณกําลังประเมินปะเก็นสําเร็จรูป ชิ้นส่วนขึ้นรูป โฟม หรือยางเซลลูลาร์ ให้ตรวจสอบก่อนว่า ASTM D575 เป็นวิธีที่เหมาะสมหรือมีข้อกําหนดเฉพาะสําหรับแต่ละผลิตภัณฑ์
>
ASTM D575 วิธี A เทียบกับ วิธี B
ASTM D575 ประกอบด้วยสองขั้นตอน พวกเขาศึกษาพฤติกรรมวัสดุทั่วไปเดียวกันจากหลายทิศทาง
วิธีที่ง่ายที่สุดในการเข้าใจความแตกต่างคือถามว่า:
มีอะไรถูกควบคุมระหว่างการทดสอบ?
วิธี A: ตั้งค่าการโก่งตัว วัดแรง
ในวิธี A จะมีการเบี่ยงเบนที่กําหนดไว้ล่วงหน้ากับตัวอย่างยางทรงกระบอกและบันทึกแรงที่สอดคล้องกัน
>สมมติว่าข้อกําหนดเรียกร้องให้มีการตอบสนองที่การบีบอัดที่กําหนดไว้ เครื่องทดสอบจะเคลื่อนแผ่นอัดจนเกิดการเปลี่ยนรูป และแรงที่ต้องใช้เพื่อให้ถึงแผ่นนั้นจะกลายเป็นการวัดที่สําคัญ
คําถามเชิงปฏิบัติคือ:
ยางนี้ต้องใช้แรงเท่าไหร่ถึงจะถึงจุดที่จุดโก่งตัวได้?
ถ้าตัวอย่างสองชิ้นมีรูปทรงเรขาคณิตเทียบเท่ากันและทดสอบภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ตัวอย่างที่ต้องการแรงมากกว่าที่จุดโก่งนั้นจะมีการตอบสนองแรงอัดที่แข็งกว่า
วิธี B: ใช้แรงที่กําหนดไว้ วัดการเบี่ยงเบน
Method B จะกลับตรรกะ
แรงเล็กและแรงใหญ่ที่กําหนดไว้ล่วงหน้าจะถูกใช้ และวัดการเบี่ยงเบนที่เกิดขึ้น
คําถามเชิงปฏิบัติคือ:
ยางนี้จะเสียรูปมากแค่ไหนภายใต้แรงอัดที่กําหนด?
ความแตกต่างนี้มีความสําคัญเมื่อกําหนดค่าระบบทดสอบ วิธี B ไม่ใช่แค่การกดหัวกากบาทจนกว่าจะมีค่าแรงปรากฏบนหน้าจอชั่วครู่ แรงต้องถูกควบคุมตามขั้นตอนในขณะที่กําหนดการเบี่ยงเบน
สําหรับวัสดุวิสโคอีลาสติก เช่น ยาง การรักษาแรงเป็นส่วนสําคัญของการทดสอบ ตัวอย่างสามารถตอบสนองต่อได้ในขณะที่น้ําหนักถูกเก็บ
ไว้เครื่องจักรที่สามารถทําแรงที่ต้องการได้จึงไม่ถูกตั้งค่าโดยอัตโนมัติให้เหมาะสมสําหรับการทดสอบยางที่ควบคุมด้วยแรง ความเสถียรของการควบคุมก็สําคัญเช่นกัน
ใช้เมธอดที่กําหนดโดยข้อกําหนดที่เกี่ยวข้อง อย่าเลือกวิธี A หรือ B เพียงเพราะวิธีใดวิธีหนึ่งเขียนโปรแกรมง่ายกว่า
>
วิธีอ่านกราฟแรงบีบอัด-การโก่งตัวของยาง
ค่า force เพียงค่าเดียวมีประโยชน์ แต่กราฟสมบูรณ์จะเล่าเรื่องราวได้ดีกว่า
แสดงแรงอัดบนแกนตั้งและการโก่งหรือเปอร์เซ็นต์การอัดบนแกนแนวนอน
ตอนนี้ลองจินตนาการถึงตัวอย่างสองตัวอย่างที่เทียบเท่ากัน
คลาสยาง A = 600 N
ยาง B = 1,400 N
Rubber B แสดงการตอบสนองการบีบอัดที่แข็งขึ้นในจุดนั้น
ข้อสรุปนั้นใช้ได้ก็ต่อเมื่อการเปรียบเทียบนั้นเหมือนกันจริง ๆ รูปทรงของตัวอย่าง การปรับสภาพ อัตราการทดสอบ และเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ ต้องสามารถเปรียบเทียบกันได้
รูปร่างของเส้นโค้งก็ควรได้รับความสนใจเช่นกัน
ใกล้ช่วงเริ่มต้นของการทดสอบการบีบอัด ระบบจะเริ่มติดต่อและจัดวางตัวอย่างระหว่างแผ่นโลหะ หลังจากสัมผัสที่มั่นคง เส้นโค้งจะสะท้อนการตอบสนองการอัดหลักของตัวอย่าง เมื่อมีการเสียรูปมากขึ้น แรงอาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่กราฟการบีบอัดไม่ควรถูกมองว่าทุกมิลลิเมตรของการเคลื่อนที่ของหัวตัดเป็นพฤติกรรมของวัสดุที่เหมือนกัน
>
ยางไม่ได้สั้นลงเฉย
ๆใส่กระบอกยางระหว่างแผ่นสองแผ่นแล้วกดลง ความสูงลดลง—แต่วัสดุก็ต้องการเคลื่อนออกไปด้านนอกเช่นกัน
ตัวอย่างจะโป่งออกด้านข้าง
นั่นหมายความว่าการตอบสนองต่อแรงอัดที่วัดได้ได้รับผลกระทบไม่เพียงแต่จากสารประกอบยางเท่านั้น แต่ยังรวมถึงรูปทรงของตัวอย่างและวิธีที่พื้นผิวถูกจํากัดด้วย
ตัวอย่างที่บางและกว้างไม่จําเป็นต้องมีพฤติกรรมเหมือนตัวอย่างสูงและแคบที่ทําจากสารประกอบเดียวกันเป๊
ะ ๆนี่คือเหตุผลว่าทําไมการถือว่าแรงอัดเช่น "1.2 kN" เป็นสมบัติของวัสดุอิสระเป็น
อันตรายเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางหรือความหนา และคุณอาจเปลี่ยนแรงที่ต้องการเพื่อให้ได้เปอร์เซ็นต์การอัดตามที่กําหนด
ในวิศวกรรมอีลาสโตเมอร์ พฤติกรรมนี้มักถูกพูดถึงในแง่ของรูปทรงหรือปัจจัยรูปร่าง: โดยทั่วไปคือความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่รับน้ําหนักกับพื้นที่ที่ยางสามารถโป่งได้
บทเรียนเชิงปฏิบัติสําคัญกว่าคําศัพท์:
สารประกอบยางเดียวกัน + รูปทรงของตัวอย่างที่แตกต่างกัน อาจทําให้เกิดการตอบสนองการบีบอัดที่แตกต่างกัน
นั่นมีผลปฏิบัติสองประการ
อันดับแรก รูปทรงของตัวอย่างต้องคงความสอดคล้องกันเมื่อเปรียบเทียบวัสดุหรือชุดการผลิต
ประการที่สอง แผ่นอัดควรมีขนาดตามสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการโหลด ไม่ใช่แค่ขนาดของตัวอย่างก่อนเริ่มการทดสอบ
แผ่นที่แทบจะคลุมตัวอย่างเดิมไม่เต็มอาจกลายเป็นตัวเลือกที่ไม่ดีเมื่อยางเริ่มโป่ง
>
บีบอัดจริง ๆ แล้วเริ่มต้นตรงไหน?
คําถามนี้ฟังดูง่ายจนกว่าจะทดสอบยางที่นุ่มมาก
ความสูงของตัวอย่างจะกลายเป็นความสูงอ้างอิงเมื่อใด?
เป็นเมื่อแผ่นบนดูเหมือนจะสัมผัสกับตัวอย่างหรือไม่? โหลดเซลล์ตรวจจับแรงครั้งแรกเมื่อไหร่? หรือหลังจากที่ได้กําหนดเงื่อนไขที่นั่งไว้แล้ว?
ถ้าจุดศูนย์ถูกตั้งก่อนสัมผัสเต็มที่ ความสูงของตัวอย่างที่ปรากฏอาจใหญ่เกินไป หากมีการเติมพรีโหลดมากเกินไปก่อน ตัวอย่างที่นุ่มอาจถูกบีบอัดก่อนที่การทดสอบจะถือว่าเริ่มต้น
ข้อผิดพลาดนี้จะเกิดขึ้นหลังจากการคํานวณการเบี่ยงเบนเปอร์เซ็นต์ทุกครั้งที่อิงจากความสูงเริ่มต้น
พิจารณาตัวอย่างที่มีความสูงเดิม 12 มม.
การบีบอัด 25% ตามปกติจะสอดคล้องกับ:
12 มม. × 25% = 3 มม.
หากกําหนดความสูงอ้างอิงไม่ถูกต้อง การเคลื่อนไหว 3 มม. ที่สั่งจะไม่แสดงเปอร์เซ็นต์ที่ตั้งใจไว้ของความสูงจริงของตัวอย่างอีกต่อไป
ดังนั้น ขั้นตอนการสัมผัส การนั่ง และการอ้างอิงที่ถูกต้องควรมาจากวิธีทดสอบที่ใช้ ไม่ใช่จากความชอบของผู้ปฏิบัติงานที่เลือก
เองสําหรับ QC แบบประจํา ความสอดคล้องระหว่างโอเปอเรเตอร์กับตัวอย่างก็สําคัญไม่แพ้กัน
ทําไมความเร็วในการทดสอบจึงสามารถเปลี่ยนผลลัพธ์ได้
ยางเป็นแบบวิสโคอีลาสติก
การตอบสนองของมันขึ้นอยู่กับทั้งระดับการบิดเบี้ยวเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความเร็วในการเปลี่ยนรูปนั้นด้วย
บีบอัดตัวอย่างเดียวกันอย่างรวดเร็ว และโครงสร้างพอลิเมอร์จะมีเวลาตอบสนองน้อยลง บีบอัดช้าลงและอาจเกิดอาการผ่อนคลายระหว่างการโหลด
แรงที่วัดได้จึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอัตราการทดสอบ
สิ่งนี้มีความสําคัญเมื่อห้องปฏิบัติการเปรียบเทียบสารประกอบ ผู้จัดหา หรือชุดการผลิต ความแตกต่างของแรงไม่ได้หมายความว่าเป็นความแตกต่างทางวัตถุเสมอไป หากตัวอย่างถูกทดสอบในอัตราที่แตกต่างกัน
กฎที่มีประโยชน์นั้นง่ายมาก:
อย่าเปรียบเทียบค่าการอัดยางโดยไม่ตรวจสอบรูปทรงและสภาพการทดสอบของตัวอย่างด้วย
อัตราการทดสอบที่ใช้สําหรับงานด้านความสอดคล้องควรเป็นไปตามขั้นตอน ASTM D575 ที่เกี่ยวข้องและข้อกําหนดของลูกค้าหรือผลิตภัณฑ์ใด
ๆแข็งของยางและความแข็งแรงต่อแรงอัดไม่ใช่คุณสมบัติเดียวกัน
อีกข้อผิดพลาดที่พบบ่อยคือการสมมติว่าค่าความแข็ง Shore ทํานายผลลัพธ์ ASTM D575
มันไม่ได้ทําโดยตรง
การทดสอบความแข็งของดูโรมิเตอร์ เช่น ASTM D2240 วัดการตอบสนองการเยื้องเฉพาะจุด ASTM D575 ศึกษาพฤติกรรมการบีบอัด-การโก่งตัวของตัวอย่างทั้งชิ้น
ปัจจัยหลังได้รับอิทธิพลจากรูปทรงของตัวอย่าง พื้นที่รับน้ําหนัก การเปลี่ยนรูปด้านข้าง และสภาวะการบีบอัดที่กําหนดไว้
สารประกอบยางสองชนิดที่มีค่าความแข็งใกล้เคียงกันจึงไม่ควรคาดหวังว่าจะให้กราฟการเบี่ยงเบนแรงเหมือนกันโดยอัตโนมัติ
ความแตกต่างนี้มีความสําคัญอย่างยิ่งเมื่อภาพวาดระบุคุณสมบัติหนึ่งในขณะที่การออกแบบส่วนประกอบจริงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติอื่น
ซีลอาจต้องการความแข็งที่กําหนดไว้สําหรับการควบคุมวัสดุ แต่ยังต้องมีการบีบอัดแยกต่างหากเพื่อให้มั่นใจว่าได้แรงซีลที่เหมาะสม
ASTM D575 กับ ASTM D395: การตอบสนองต่อแรงอัดไม่ใช่ชุดการอัด
การทดสอบเหล่านี้ตอบคําถามทางวิศวกรรมที่แตกต่างกัน
ASTM D575 ถามว่า:
ยางต้านการเสียรูปได้แรงแค่ไหนขณะถูกบีบอัด?
การทดสอบชุดการบีบอัดถามว่า:
การเสียรูปถาวรที่เหลืออยู่มากน้อยเพียงใดหลังจากการสัมผัสแรงบีบอัดที่กําหนดและฟื้นฟู?
พิจารณาซีล
ความแข็งแรงต่อแรงอัดของมันมีผลต่อแรงที่เกิดขึ้นเมื่อติดตั้งซีล
ชุดการบีบอัดของมันช่วยอธิบายความสามารถในการกู้คืนหลังจากถูกเก็บไว้ในสถานะบีบอัด
ทั้งสองสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพได้ แต่ไม่สามารถทดแทนกันได้
นี่เป็นแง่มุมที่เกี่ยวข้องของพฤติกรรมยาง ไม่ใช่การวัดที่สามารถใช้แทนกันได้
>
วิธีการทดสอบแรงอัดยาง ASTM D575
กระบวนการห้องปฏิบัติการที่เป็นไปตามข้อกําหนดควรสร้างขึ้นจากฉบับที่เกี่ยวข้องของ ASTM D575 และข้อกําหนดเพิ่มเติมของผลิตภัณฑ์หรือลูกค้า
จากมุมมองของอุปกรณ์ งานจะเริ่มก่อนที่ตัวอย่างจะถูกนําเข้าสู่เครื่องทดสอบ
เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบว่าวิธี A หรือ B ใช้ได้ และระบุรูปทรงของตัวอย่าง ช่วงแรงที่คาดหวัง การเปลี่ยนรูปที่ต้องการ และวิธีการวัดควรทราบ หรืออย่างน้อยก็ประมาณการก่อนเลือกโหลดเซลล์และอุปกรณ์ยึด
วัดตัวอย่างตามที่ต้องการและกําหนดเงื่อนไขอ้างอิงเริ่มต้นที่ถูกต้อง
ถัดไป ติดตั้งแผ่นกดอัดที่เหมาะสมกับตัวอย่างและโหลดที่คาดว่าจะเกิดขึ้น ตัวอย่างควรนั่งอย่างถูกต้องเมื่อเทียบกับแกนรับน้ําหนัก และระบบควรมีพื้นที่แผ่นรองรับเพียงพอสําหรับการขยายด้านข้างขณะอัด
สําหรับวิธี A เครื่องจะใช้การเบี่ยงตัวที่ระบุและบันทึกแรง
สําหรับวิธี B จะใช้ลําดับแรงที่ระบุและกําหนดการเบี่ยงเบนภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมด้วยแรงที่ต้องการ
ผลลัพธ์ที่มีประโยชน์มักไม่ใช่แค่ "แรงสูงสุด" เท่านั้น ขึ้นอยู่กับข้อกําหนด รายงานอาจรวมแรงที่การเบี่ยงเบนที่กําหนด การเบี่ยงตัวที่แรงที่กําหนด ผลลัพธ์ของตัวอย่างแต่ละชิ้น ค่าเฉลี่ย และกราฟแรง-การเบี่ยงเบนทั้งหมด
เมื่อใช้ผลลัพธ์ในการเปรียบเทียบ รูปทรงของตัวอย่างและเงื่อนไขการทดสอบต้องสอดคล้องกัน
ขนานของแผ่นพลาสติก: ข้อผิดพลาดเล็ก ๆ ในการตั้งค่าที่อาจทําให้เส้นโค้งบิดเบี้ยว
ลองจินตนาการว่าแผ่นบนเข้าใกล้ยางในมุมเล็กน้อย
ติดต่อด้านหนึ่งก่อน
ตัวอย่างจะเริ่มเปลี่ยนรูปเฉพาะที่ก่อนที่ด้านตรงข้ามจะเข้าหากันเต็มที่
เครื่องจักรอาจยังคงสร้างกราฟแรงที่ดูเรียบเนียน แต่ตัวอย่างจะไม่ประสบกับแรงอัดแกนที่สม่ําเสมอตามที่ตั้งใจไว้อีกต่อไป
ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นได้แก่ การโป่งไม่สม่ําเสมอ การโหลดแบบเอื้องศูนย์ และการทําซ้ําระหว่างตัวอย่างไม่
ดีปัญหาเดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อตัวอย่างถูกวางตําแหน่งอย่างชัดเจนนอกแกนโหลด
ด้วยเหตุนี้ การตั้งค่าการอัดยางควรได้รับการประเมินเป็นโซ่กลไกที่สมบูรณ์:
โหลดเซลล์ → ฟิกซ์เจอร์ →แผ่นบน→ ตัวอย่าง →แผ่นล่าง
ไม่ใช่แค่เครื่องทดสอบที่มีแรงเพียงพอ
เมื่อต้องการความขนานที่แน่นหนาขึ้น การจัดวางแบบจัดแนวตัวเองที่เหมาะสมก็สามารถพิจารณาเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบโคมไฟได้เช่นกัน
>
การเคลื่อนที่ของหัวขวางไม่ได้เหมือนกับการเบี่ยงเบนตัวอย่างเสมอ
ไปความแตกต่างนี้มีความสําคัญเมื่อความแม่นยําของการเลื่อนตําแหน่งมีความสําคัญ
เครื่องทดสอบรู้ว่าหัวตัดเคลื่อนที่ไปไกลแค่ไหน นั่นไม่ได้หมายความว่าตัวอย่างยางจะเสียรูปในปริมาณเท่ากันเป๊ะ
ๆการเคลื่อนที่ของหัวครอสที่วัดได้อาจรวมถึงการปฏิบัติตามในส่วนอื่นของระบบทดสอบ
ในเชิงแนวคิด:
การเคลื่อนที่ของหัวขวาง = การเสียรูปของตัวอย่าง + ความสอดคล้องของระบบ
ยกตัวอย่างตัวอย่างล้วน
ๆสมมติว่าเครื่องรายงานว่า:
กลไกครอสเฮด 3.00 มม.
ในขณะที่เครื่องจักรและระบบฟิกซ์เจอร์มีส่วนร่วม:
0.12 มม. ของการเคลื่อนที่ภายใต้ภาระ
จะไม่ถูกต้องหากสมมติโดยอัตโนมัติว่ายางเองถูกบีบอัดด้วยความหนา 3.00 มม.
ตัวเลขเหล่านี้เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น; การปฏิบัติตามจริงขึ้นอยู่กับเครื่องจักร อุปกรณ์จับ และแรงที่ใช้
สําหรับงานประจําตามมาตรฐาน ASTM D575 การเลื่อนหัวขวางอาจเหมาะสมเมื่อใช้ตามขั้นตอนที่กําหนด เมื่อจําเป็นต้องวัดการเบี่ยงตัวอย่างที่แม่นยํามากขึ้น การวัดการเคลื่อนที่โดยตรงใกล้กับแผ่นอัดจะช่วยลดผลกระทบของความคลาดเคลื่อ
นของเครื่องจักรสิ่งนี้จะมีความสําคัญมากขึ้นเมื่อการเสียรูปเป้าหมายมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับความสอดคล้องของระบบทดสอบทั้งหมด
ข้อผิดพลาดทั่วไป 6 ประการในการทดสอบ ASTM D575
บางปัญหาก็ชัดเจน บางกรณีสามารถให้ตัวเลขที่น่าเชื่อถือได้อย่างสมบูรณ์แบบในขณะที่ยังคงลดคุณภาพของการทดสอบ
1. ขยายช่วงการวัดแรงเกิน
ขนาดตัวอย่างที่คาดว่าจะมีจุดสูงสุดที่ไม่กี่ร้อยนิวตัน ไม่ควรจับคู่กับโหลดเซลล์ที่ใหญ่ที่สุดโดยอัตโนมัติเพียงเพราะเฟรมสามารถรับได้
เลือกช่วงการวัดแรงรอบการทดสอบจริง
2. เริ่มต้นจากความสูงอ้างอิงที่ไม่ถูกต้อง
การตรวจจับการสัมผัสที่ไม่ดีหรือแรงกดมากเกินไปอาจเปลี่ยนจุดเริ่มต้นที่มีประสิทธิภาพสําหรับการบีบอัดเปอร์เซ็นต์
3. การละเลยการจัดแนวแผ่นโลหะ
การสัมผัสเชิงมุมเปลี่ยนวิธีที่ตัวอย่างเริ่มเสียรูปและอาจลดความสามารถในการทําซ้ําได้
4. เปรียบเทียบรูปทรงของตัวอย่างต่าง ๆ ราวกับว่ามันเทียบเท่า
กัน>รูปทรงยางมีผลต่อการเปลี่ยนรูปด้านข้างและการตอบสนองต่อแรงอัดที่วัดได้
5. การเปลี่ยนอัตราการทดสอบระหว่างตัวอย่าง
เนื่องจากยางเป็นวิสโคอีลาสติก ความแตกต่างของอัตราจึงอาจปรากฏเป็นความแตกต่างของวัสดุ
6. สมมติว่าการเลื่อนตําแหน่งหัวขวางเท่ากับการเสียรูปของตัวอย่างที่แม่นยํา
เมื่อโหลดสูงขึ้นหรือความคลาดเคลื่อนของปริมาตรที่เข้มงวดขึ้น ความสอดคล้องของระบบอาจมีความสําคัญ
>
คุณต้องการเครื่องทดสอบสากลความจุเท่าไหร่?
"ASTM D575 testing machine" ยังไม่เพียงพอที่จะเลือกความจุของเครื่องจักร
มาตรฐานนี้อธิบายวิธีการทดสอบ มันไม่ได้บอกว่าตัวอย่างของคุณต้องการ 300 N, 3 kN หรือ 18 kN
พิจารณาการใช้งานสมมติสามกรณี
Application A — แรงสูงสุดที่คาดหวัง: 300 N
ห้องปฏิบัติการกําลังทดสอบตัวอย่างยางขนาดเล็กที่ค่อนข้างนุ่ม การเลือกใช้ระบบวัดแรงที่มีความจุสูงมากเพียงเพราะ "ขนาดใหญ่ยิ่งปลอดภัย" อาจเป็นผลเสีย
Application B — แรงสูงสุดที่คาดหวัง: 3 kN
ข้อกําหนดยังคงอยู่ในช่วงแรงอัดที่ค่อนข้างต่ํา แต่เครื่องจักร โหลดเซลล์ และแผ่นรองรับต้องรองรับการทดสอบทั้งหมดด้วยความจุที่เหมาะสม
Application C — แรงสูงสุดที่คาดหวัง: 18 kN
>A เฟรมขนาด 5 kN ไม่สามารถทดสอบได้ เพราะสามารถทดสอบการอัดแบบ ASTM D575 ได้ในหลักการ จําเป็นต้องใช้ระบบที่มีความจุสูงกว่านี้
หลักการทางวิศวกรรมคือ:
ความจุต้องการพื้นที่ศีรษะที่เพียงพอ แต่ความจุที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าการวัดจะดีขึ้นโดยอัตโนมัติ
หากแรงที่คาดหวังไม่ทราบ วัสดุตัวอย่าง รูปทรง และการอัดที่ต้องการจะเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีกว่าค่า ASTM เพียงอย่างเดียว
การเลือกโหลดเซลล์สําหรับการทดสอบแรงอัดยาง
ความจุของเครื่องและโหลดเซลล์มีความเกี่ยวข้องกัน แต่ไม่ใช่การตัดสินใจเดียวกัน
สมมติว่าเฟรมหนึ่งสามารถรองรับได้ 5 kN
นั่นไม่ได้หมายความว่าทุกตัวอย่างควรถูกทดสอบด้วยแรง 5 kN เดียวกันโดยอัตโนมัติ
ควรพิจารณาแรงงานที่คาดหวังเมื่อเลือกโหลดเซลล์ เพื่อให้ระบบการวัดเหมาะสมกับแรงที่จะเกิดขึ้นจริง
ลําดับการเลือกที่ดีกว่าคือ:
>คาดหวังว่าตัวอย่างจะได้แรง →ช่วงโหลดเซลล์ →ความจุเฟรม
หากห้องปฏิบัติการต้องทดสอบทั้งอีลาสโตเมอร์ที่อ่อนมากและตัวอย่างที่แข็งกว่ามาก อาจพิจารณาช่วงแรงหลายช่วงมากกว่าการลดทอนการทดสอบทั้งหมดรอบการกําหนดค่าขนาดใหญ่เพียงชุดเดียว
แผ่นอัดต้องการขนาดมากกว่าขนาดที่เหมาะสม
การเลือกPlaten โดยปกติจะเริ่มต้นที่ขนาดของตัวอย่าง แต่ไม่ควรหยุดแค่นั้น
ฟิกซ์เจอร์ต้องรองรับตัวอย่างที่รับน้ําหนัก การโป่งด้านข้าง แรงสูงสุดที่คาดหวัง พื้นที่ทดสอบที่มีอยู่ และการจัดแนวที่ต้องการ
สําหรับยาง รูปทรงที่บรรจุอาจสําคัญกว่าภาพถ่ายที่ไม่ได้บรรจุ
ถ้าตัวอย่างเริ่มต้นที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 29 มม. การเลือกแผ่นเพลเทนเพียงเพราะมีขนาดใหญ่กว่า 29 มม. เล็กน้อยจะพลาดประเด็น
ตัวอย่างอาจขยายตัวอย่างมากเมื่อการบีบอัดเพิ่มขึ้น
เว้นระยะที่เหมาะสมสําหรับการเสียรูปจริง
RS-8010A หรือ RS-8000 สําหรับการทดสอบ ASTM D575?
เมื่อทราบช่วงแรงที่คาดหวังแล้ว การเลือกเครื่องจักรจะง่ายขึ้นมาก
สําหรับการใช้งานแรงอัดยางแรงต่ํา <a href="https://www.itm-lab.com/product/servo-control-universal-testing-machine-model-rs-8010a.html" target="_blank" rel="noopener">ITM-LAB RS-8010A สามารถตั้งค่าได้จาก 50 N ถึง 5 kN
สําหรับความต้องการแรงสูง RS-8000 ครอบคลุมการกําหนดค่าตั้งแต่ 10 kN ถึง 50 kN
ไม่ควรเลือกรุ่นใดเพียงเพราะคําขอซื้อระบุว่า "ASTM D575"
เครื่องควรตรงกับช่วงทดสอบการทํางาน ไม่ใช่แค่มีความจุเกินจุดสูงสุดที่คาดหวังเท่านั้น
ตัวอย่างที่ทําได้: การกําหนดค่าการทดสอบแรงอัดยาง
พิจารณาลูกค้าที่กําลังทดสอบสารประกอบยางของปะเก็น
ตัวอย่างประมาณว่า:
เส้นผ่านศูนย์กลาง 29 มม. × หนา 12.5 มม.
เป้าหมายคือ:
25% การบีบอัด
และแรงสูงสุดที่ประมาณไว้คือ:
ประมาณ 800 N
ค่าเหล่านี้เป็นตัวอย่างการเลือกอุปกรณ์ ไม่ใช่ข้อกําหนดของ ASTM D575
การเปลี่ยนรูปของตัวอย่างเป้าหมายคือ:
12.5 มม. × 25% = 3.125 มม.
ดังนั้นระบบจึงต้องควบคุมและวัดการบีบอัดประมาณ 3.1 มม. ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่กําหนด
แรงโดยประมาณต่ํากว่า 1 kN นั่นชี้ไปที่การกําหนดค่า UTM ที่มีแรงต่ํามากกว่าการย้ายไประบบ 50 kN โดยอัตโนมัติ
ถัดไปคืออุปกรณ์ fixture
แผ่นโลหะควรรองรับตัวอย่างได้อย่างสบาย พร้อมทั้งเปิดให้โป่งด้านข้าง ความจุของมันต้องเกินแรงทดสอบที่คาดไว้ และการจัดแนวต้องรองรับการบีบอัดซ้ําได้
สําหรับตัวอย่างนี้ RS-8010A ที่ตั้งค่าโหลดเซลล์ที่มีช่วงสัญญาณเหมาะสมและแผ่นอัดที่เหมาะสมจะเป็นจุดเริ่มต้นที่สมเหตุสมผล
แต่ถ้าเปลี่ยนตัวแปรหนึ่งตัว คําตอบอาจเปลี่ยนได้
หากตัวอย่างมีขนาดใหญ่ขึ้น สารประกอบแข็งขึ้นมาก หรือแรงอัดที่ต้องการผลักดันแรงที่คาดหวังเกินช่วงของระบบที่เลือก จําเป็นต้องพิจารณาการกําหนดค่าของเครื่องจักรใหม่
>นั่นคือเหตุผลที่ข้อมูลตัวอย่างควรมาก่อนการอ้างอิง
สิ่งที่เราต้องการเพื่อกําหนดค่าระบบทดสอบ ASTM D575 ของคุณ
คําขอที่ระบุเพียงว่า:
"กรุณาอ้างอิงเครื่องทดสอบ ASTM D575"
ยังคงปล่อยให้คําถามวิศวกรรมสําคัญส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับคําตอบ
สําหรับการอ้างอิงที่เป็นประโยชน์ ให้ส่งข้อมูลต่อไปนี้เท่าที่คุณมี:
ไม่รู้แรงที่คาดหวังใช่ไหม?
ซึ่งเป็นเรื่องปกติในช่วงการเลือกอุปกรณ์
ส่งวัสดุ ขนาดตัวอย่าง การบีบอัดเป้าหมาย และข้อกําหนดการทดสอบก่อน สิ่งเหล่านี้เป็นพื้นฐานที่ใช้งานได้จริงสําหรับการกําหนดโหลดเซลล์ แผ่นรอง และการกําหนดค่าเครื่องจักร
คําถามที่พบบ่อย
ASTM D575 ใช้ทําอะไร?
ASTM D575 ใช้เพื่อกําหนดและเปรียบเทียบลักษณะการบีบอัด-การโก่งตัวของสารประกอบยาง มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อความแข็งแรงต่อแรงอัดมีความสําคัญต่อการใช้งานวัสดุที่ต้องการ
ASTM D575 เวอร์ชันปัจจุบันคืออะไร?
รายการ ASTM ปัจจุบันคือ ASTM D575-91(2024) ซึ่งเป็นวิธีการทดสอบมาตรฐานสําหรับคุณสมบัติยางในแรงอัด โปรดยืนยันฉบับที่ลูกค้า ห้องปฏิบัติการ หรือสัญญาของคุณต้องการก่อนการทดสอบเสมอ
ความแตกต่างระหว่างวิธี A กับ วิธี B ของ ASTM D575 คืออะไร?
Method A จะใช้การเบี่ยงเบนที่กําหนดไว้ล่วงหน้าและบันทึกแรงที่เกิดขึ้น
Method B ใช้แรงเล็กและแรงใหญ่ที่กําหนดไว้ล่วงหน้าและวัดการเบี่ยงเบน ส่วนที่ควบคุมด้วยแรงยังทําให้การยึดแรงที่มั่นคงเป็นปัจจัยสําคัญในระบบทดสอบ
ASTM D575 เป็นการทดสอบความแข็งแรงต่อแรงอัดหรือไม่?
ไม่ใช่ในความหมายปกติของการโหลดตัวอย่างจนกว่าจะเกิดความล้มเหลวจากการอัดอย่างรุนแรง
ASTM D575 ให้ความสําคัญกับพฤติกรรมการบีบอัด-การโก่งตัวและความแข็งเปรียบเทียบเป็นหลัก
ความแข็งของยางเหมือนกับความแข็งแรงจากการอัดหรือไม่?
ไม่ใช่ การทดสอบความแข็งวัดการตอบสนองของการบุ๋มเฉพาะจุด ความแข็งแรงจากการอัดหมายถึงการตอบสนองของตัวอย่างภายใต้การเสียรูปแบบอัด และยังได้รับอิทธิพลจากรูปทรงและสภาพการทดสอบของตัวอย่างด้วย
ASTM D575 เหมือนกับชุดอัด ASTM D395 หรือไม่?
ไม่ใช่ ASTM D575 ศึกษาพฤติกรรมการบีบอัด-การโก่งตัวระหว่างการโหลด ASTM D395 จัดการกับการเปลี่ยนรูปถาวรหลังจากที่ตัวอย่างยางถูกบีบอัดภายใต้เงื่อนไขที่กําหนดและปล่อยให้ฟื้นตัว
ฉันสามารถใช้การเลื่อนหัวขวางสําหรับ ASTM D575 ได้หรือไม่?
การเคลื่อนที่ของหัวขวางสามารถเหมาะสมสําหรับการทดสอบ ASTM D575 สําหรับงานที่ต้องการการวัดการเบี่ยงตัวอย่างที่แม่นยํามากขึ้น การวัดการเคลื่อนที่โดยตรงใกล้กับแผ่นรองสามารถช่วยลดผลกระทบจากความสอดคล้องของเครื่องจักรและอุปกรณ์ยึด
ควรใช้โหลดเซลล์แบบใดสําหรับ ASTM D575?
เลือกโหลดเซลล์ตามแรงงานที่คาดหวังของตัวอย่าง แทนที่จะเลือกเพียงหนึ่งจากความจุสูงสุดของเครื่องจักร
หากแรงที่คาดหวังไม่ทราบ ให้เริ่มจากประเภทยาง ขนาดตัวอย่าง และการบีบอัดเป้าหมาย
เครื่องทดสอบสากล 5 kN สามารถทํางานตามมาตรฐาน ASTM D575 ได้หรือไม่?
ใช่ หากแรงที่คาดหวัง ความต้องการของฟิกซ์เจอร์ และช่วงการวัดสอดคล้องกับระบบที่ตั้งค่าไว้
บางแอปพลิเคชัน ASTM D575 ต้องการน้อยกว่า 5 kN มาก ขณะที่บางแอปพลิเคชันอาจเกินความจุดังกล่าว
ฉันต้องใช้แผ่นอัดขนาดเท่าไหร่?
แผ่นวางควรรองรับตัวอย่างตลอดช่วงการอัดที่ต้องการ ไม่ใช่แค่เส้นผ่านศูนย์กลางหรือความกว้างเดิม ยางอาจโป่งในแนวข้างขณะถูกบีบอัด ดังนั้นควรพิจารณารูปทรงที่รับน้ําหนักเมื่อเลือกขนาดแผ่น
ตั้งค่าการทดสอบการอัดยางของคุณให้เหมาะสมกับตัวอย่าง
ไม่มีเครื่อง "ASTM D575" เครื่องเดียวที่เหมาะกับยางทุกชนิด
ตัวอย่างขนาดเล็กที่ยืดหยุ่นและให้กําลังได้ไม่กี่ร้อยนิวตัน และตัวอย่างที่ใหญ่และแข็งกว่าซึ่งผลิตได้หลายสิบกิโลนิวตัน อาจใช้มาตรฐานการทดสอบเดียวกันแต่ต้องการช่วงแรง แพลเทน และกรอบเครื่องจักรที่แตกต่างกันอย่างมาก
เริ่มต้นด้วยการทดสอบ
คุณกําลังทดสอบวัสดุอะไรอยู่?
ขนาดของตัวอย่างคืออะไร?
ต้องบีบอัดให้ไกลแค่ไหน?
Method A หรือ Method B?
คุณคาดหวังแรงอะไรถ้ารู้?
จากนั้น โหลดเซลล์, แผ่นอัด, การวัดการเคลื่อนที่ และความจุ UTM สามารถตั้งค่าตามความต้องการจริงได้
สําหรับการใช้งานแรงต่ํา ITM-LAB มี <a href="https://www.itm-lab.com/product/servo-control-universal-testing-machine-model-rs-8010a.html" target="_blank" rel="noopener">RS-8010A, 50 N–5 kN
สําหรับความต้องการแรงสูง RS-8000, 10–50 kN ให้ความจุเพิ่มเติม
ส่งแบบตัวอย่าง วัสดุ และข้อกําหนดการทดสอบของคุณเพื่อกําหนดค่าระบบทดสอบแรงอัดยาง ASTM D575
