隨著新材料的發(fā)展與計算機(jī)輔助工程的廣泛應(yīng)用，對新產(chǎn)品的研發(fā)來說，得到材料、結(jié)構(gòu)、成品等在實(shí)際使用工況下的力學(xué)性能變得越來越重要。因此基于傳統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)測試，更高速的試驗(yàn)應(yīng)用正逐步擴(kuò)展到更多行業(yè)，如模擬汽車的碰撞、安全帶/安全氣囊的打開、飛機(jī)的鳥撞等。根據(jù)不同試驗(yàn)速度，進(jìn)行此類試驗(yàn)所使用的手段也多種多樣，例如沖擊試驗(yàn)機(jī)、電液伺服高速試驗(yàn)機(jī)、霍普金森桿等。Instron 電液伺服高速試驗(yàn)機(jī)由常規(guī)電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)發(fā)展而來，試驗(yàn)速度可達(dá)到 20m/s，應(yīng)變速率可達(dá)到 103 水平，是高速試驗(yàn)的優(yōu)選設(shè)備。在選擇具體設(shè)備時，用戶需要對主機(jī)的載荷、速度、行程等進(jìn)行綜合考慮，同時結(jié)合具體的試驗(yàn)材料、樣品、試驗(yàn)條件等選擇合適的工裝夾具，否則很可能無法滿足試驗(yàn)需求。以主機(jī)載荷為例，部分用戶會出于種種原因選擇小載荷設(shè)備，但在實(shí)際試驗(yàn)中并不能達(dá)到所需性能。在選擇常規(guī)疲勞試驗(yàn)機(jī)時需要參照動態(tài)性能曲線圖，設(shè)備的整體動態(tài)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(yàn)機(jī)時也應(yīng)有類似的考慮，設(shè)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(yàn)，應(yīng)采用載荷為 100kN 的設(shè)備而不是 50kN 的設(shè)備，從而確保能留有余量進(jìn)行校正以保持相對恒定的試驗(yàn)速度。
關(guān)于高速試驗(yàn)機(jī)的夾具選擇，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(tài)，已受力；在達(dá)到試驗(yàn)速度時通過碰撞進(jìn)行載荷傳遞，非緊固夾持，會產(chǎn)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(yàn)過程中會產(chǎn)生較大的速度偏差。
而 C 類設(shè)計很好地避免了這些問題，樣品在試驗(yàn)前處于自由狀態(tài)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。
更新時間：2023-04-21
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