hai mẫu bọt cứng đều đạt
đầu tiên được báo cáo ở 0.25 MPa. Điểm thứ hai được báo cáo ở
Nhìn thoáng qua, đó có vẻ là lỗi tính toán. Có thể không phải vậy.
Nếu mẫu đầu tiên có mặt chịu tải 100 × 100 mm và mẫu thứ hai chỉ 50 × 50 mm, cảm biến tải có thể đo chính xác lực tương tự trong khi ứng suất nén tính toán khác nhau gấp bốn lần.
Đó là một cách hữu ích để nghĩ về bài kiểm tra nén dữ liệu mạnh
Máy đo lực và độ dịch chuyển. Kết quả kỹ thuật phụ thuộc vào ý nghĩa của các phép đo đó đối với một miếng nhựa tế bào cứng cụ thể.
Area matters. Chiều cao ban đầu rất quan trọng. Hướng tải rất quan trọng. Hình dạng của đường cong nén cũng rất quan trọng.
Và không giống như nhiều vật liệu rắn, bọt cứng không phải lúc nào cũng cho bạn một đỉnh lỗi thuận tiện để báo cáo.
ASTM D1621-16(2023) đề cập đến tính nén của các vật liệu tế bào cứng, đặc biệt là nhựa giãn nở. Phương pháp sử dụng dữ liệu biến dạng tải để xác định các tính chất nén như ứng suất nén, độ bền nén ở tải tối đa nếu có, và mô đun hiệu dụng.
Đối với kỹ sư kiểm thử, câu hỏi hữu ích không đơn giản là:
Máy có thể tác dụng lực bao nhiêu?
Nó là:
Hệ thống có thể đo được hiệu quả thực sự của bọt này khi nén không?
ASTM D1621 đo lường gì?
Rigid foam không chỉ đơn thuần là phiên bản nhựa rắn có mật độ thấp.
Phản ứng cơ học của nó xuất phát từ cấu trúc tế bào: các bức tường và thanh chống polymer bao quanh không gian khoảng trống. Dưới sự nén, các tế bào đó bị biến dạng, cong vênh, nghiền nát và cuối cùng kết tụ lại với nhau.
Điều đó tạo ra phản ứng rất khác so với nhựa kỹ thuật rắn thông thường.
ASTM D1621 sử dụng nén kiểm soát để đặc trưng hành vi này. Tùy thuộc vào đáp ứng vật liệu và kết quả yêu cầu, bài kiểm tra có thể cung cấp thông tin về ứng suất nén, độ bền nén, biến dạng, đáp ứng toàn bộ tải trọng - biến dạng và mô đun hiệu dụng.
Điểm quan trọng là các đặc tính này xuất phát từ mối quan hệ giữa
Lực không phải là ứng suất nén
Giả sử một mẫu bọt nhựa PU cứng đạt tới:
2,400 N
Bề mặt được tải của nó đo lường:
100 × 100 mm
Do đó, vùng được tải là:
10,000 mm²
và ứng suất tương ứng là:
2,400 / 10,000 = 0,24 MPa
Bây giờ lấy một mẫu nhỏ hơn với mặt được nạp đạn:
50 × 50 mm
Nếu mẫu vật đó cũng đạt 2.400 N:
2.400 / 2.500 = 0,96 MPa
Lực giống nhau.
Gấp bốn lần ứng suất tính toán.
Sự phân biệt này đặc biệt quan trọng khi chỉ định máy kiểm thử. Một bảng dữ liệu vật liệu cho biết ứng suất nén dự kiến là 0,6 MPa chưa cho bạn biết thử nghiệm cần 1 kN, 6 kN hay 20 kN.
Bạn vẫn cần vùng đã tải.
Đối với kích thước máy sơ bộ:
Ví dụ, một vật liệu 0.6 MPa được thử trên bề mặt 100 × 100 mm cho ra:
0.6 N/mm² × 10.000 mm² = 6.000 N
hoặc xấp xỉ:
6 kN
Con số này hữu ích hơn nhiều cho việc lựa chọn thiết bị so với chỉ định ASTM riêng lẻ.
Đường cong không phải lúc nào cũng cho bạn một đỉnh thuận tiện
Đây là lúc thử nghiệm nén bọt cứng trở nên thú vị hơn.
Một số vật liệu tạo ra mức tối đa dễ nhận biết trong phản ứng nén.
Một số khác thì không.
Thay vào đó, đường cong có thể di chuyển qua sự sụp đổ tế bào tiến triển mà không tạo ra loại đỉnh sớm rõ rệt mà người vận hành mong đợi sẽ thấy.
Điều đó tạo ra một vấn đề thực tế.
Một mẫu phần mềm được xây dựng xung quanh:
hoạt động tốt cho đến khi bọt không tạo ra cực đại có ý nghĩa trong vùng mong đợi.
Câu trả lời không phải là chọn số cao nhất trên màn hình chỉ vì phần mềm cần.
Tính chất được báo cáo phải tuân theo đánh giá được định nghĩa bởi ASTM D1621 đối với phản ứng vật liệu quan sát.
Do đó, bước đầu tiên tốt là xem
Điều gì xảy ra bên trong bọt biển?
Hình dạng của đường cong sẽ dễ hiểu hơn khi bạn nhìn vào cấu trúc tế bào.
Trước khi tải, phần lớn thể tích của bọt là khoảng trống.
Trong phần đầu của bài kiểm tra, thành và thanh chống tế bào chịu tải và bắt đầu biến dạng. Khi nén tăng lên, các hiện tượng cong vênh, nghiền nát hoặc gãy có thể lan rộng qua mạng tế bào.
Điều này có thể tạo ra vùng biến dạng tương đối lớn mà không tăng ứng suất tỷ lệ như bạn mong đợi từ polymer rắn đặc.
Tiếp tục nén và không gian tế bào khả dụng sẽ ngày càng nhỏ lại.
Cuối cùng tài liệu sẽ vào trạng thái densification.
Ở giai đoạn này, sự chuyển động của các tấm tiếp theo ngày càng ép vật liệu đã nén lại với nhau. Độ cứng rõ rệt tăng nhanh, đó là lý do tại sao cuối đường cong nén bọt có thể tăng mạnh lên.
Độ dốc lớn đó không tự động đại diện cho một điểm độ bền vật liệu hữu ích.
Nó đơn giản có thể có nghĩa là cấu trúc tế bào đã bước vào một giai đoạn nén khác.
Cùng loại bọt, hướng tải khác
A nhà cung cấp báo cáo độ nén 0.62 MPa.
Kiểm tra đầu vào của bạn cho kết quả
Trước khi thẩm vấn bất kỳ phòng thí nghiệm nào, hãy kiểm tra một điều:
Các mẫu vật được định hướng như thế nào?
Mút cứng có thể dị hướng.
Trong quá trình sản xuất và mở rộng, cấu trúc tế bào có thể phát triển theo hướng ưa thích. Các tế bào có thể trở nên kéo dài theo hướng nâng lên thay vì giữ nguyên cơ học ở mọi hướng.
Bây giờ lấy hai mẫu từ cùng một bảng điều khiển.
Nén một song song với hướng lên.
Kiểm tra cái kia ở một hướng khác.
Cùng tài liệu. Mật độ danh nghĩa vẫn như nhau. Cùng một máy.
Nhưng cấu trúc tế bào được tải khác nhau, nên phản ứng nén có thể thay đổi.
Để đánh giá nhà cung cấp và kiểm tra chất lượng định kỳ, do đó cần kiểm soát hướng mẫu cùng với kích thước mẫu.
Nếu không, dị hướng vật liệu thật có thể trông như khả năng lặp lại máy kém hoặc sự khác biệt giữa các nhà cung cấp.
Hai chiều, hai lỗi khác nhau
Đối với nén bọt cứng, kích thước mẫu không chỉ là thông tin cho báo cáo kiểm tra.
Họ tham gia trực tiếp vào việc tính toán.
Và một lỗi về chiều rộng hoặc chiều dài sẽ gây ra điều gì đó khác với lỗi về chiều cao.
Load Area Changes Stress
Giả sử lực đo được là:
3,000 N
và khu vực tải thực tế là:
100 × 100 = 10.000 mm²
Ứng suất tính toán là:
0.30 MPa
Nếu nhập sai diện tích 9.000 mm², lực đo được sẽ trở thành:
0.333 MPa
Không có gì thay đổi về mặt cơ học.
Cảm biến tải vẫn đo được 3.000 N.
Đầu vào theo chiều tạo ra sự khác biệt.
Original Height thay đổi tham chiếu biến dạng
Bây giờ hãy xem xét một mẫu vật có chiều cao ban đầu thực tế là:
50.0 mm
Nó được nén bởi:
5.0 mm
Nén danh nghĩa là:
5 / 50 × 100 = 10,0%
Nếu nhập sai chiều cao ban đầu là 45.0 mm:
5 / 45 × 100 = 11,1%
Một lần nữa, máy thực hiện đúng chuyển động giống hệt.
Chỉ kích thước tham chiếu thay đổi.
Tuy nhiên, biến dạng được báo cáo đã chuyển từ
Điều này quan trọng khi một kết quả được đánh giá ở một biến dạng xác định.
Một bài kiểm tra đơn giản vẫn có thể có thiết lập cơ học kém
Foam block. Platen trên. Platen dưới. Nén lại.
Về mặt cơ học, ASTM D1621 có vẻ đơn giản.
Sự đơn giản đó có thể che giấu các vấn đề thiết lập.
Với các bề mặt song song, mẫu vật được đặt chính giữa và các tấm plate được căn chỉnh đúng, tải trọng phát triển trên mặt mẫu một cách kiểm soát.
nghiêng phần trên một chút để một cạnh có thể tiếp xúc trước.
Đặt mẫu vật lệch tâm và điều kiện nén trở nên lệch tâm.
Sử dụng mẫu có bề mặt chịu tải kém và nén cục bộ có thể bắt đầu trước khi toàn bộ mặt chịu tải.
Phần mềm vẫn có thể hiển thị đường cong mượt mà.
Điều đó không có nghĩa là mẫu vật trải qua sự nén đồng đều.
Khi Đường Nén Có Vẻ Sai
Một đường cong lạ không chứng minh ngay lập tức rằng bọt bị lỗi.
Hình dạng của đường cong thường cho bạn biết nơi cần điều tra.
Nếu lực tăng bất thường nhanh ở đầu, hãy kiểm tra điều kiện tiếp xúc ban đầu. Hãy tìm các vị trí tiền tải không mong muốn, bề mặt mẫu không bằng phẳng hoặc tiếp xúc với platen một phía.
Nếu đường cong nhiễu hơn dự kiến, đừng giả định nhiễu điện trước. Các cấu trúc tế bào có thể nghiền nát hoặc gãy dần dần, và những sự kiện đó có thể xuất hiện trong tín hiệu lực. Tuy nhiên, hãy kiểm tra xem mẫu có di chuyển không và khoảng độ đo lực có phù hợp không.
Nếu các mẫu sao chép khác nhau nhiều hơn dự kiến, hãy xem xét vượt ra ngoài UTM. So sánh mật độ mẫu, vị trí cắt, hướng tải, kích thước thực tế, tình trạng bề mặt, điều kiện và cấu trúc tế bào có thể nhìn thấy.
Và nếu một bên sụp đổ trước bên kia, hãy kiểm tra vị trí căn giữa mẫu, tính song song bề mặt và hướng vật liệu.
Mẫu nén thường hữu ích không kém đồ thị.
A đường cong cho bạn biết
Mẫu vật có thể giúp bạn biết
chuyển động crosshead không phải lúc nào cũng chính xác biến dạng mẫu
vậtMột máy kiểm tra đa năng biết được khoảng cách di chuyển của đầu chéo di chuyển.
Điều đó không tự động có nghĩa là bọt bị rút ngắn đúng cùng một lượng.
Chuyển động crosshead có thể bao gồm một số đóng góp nhỏ từ độ tuân thủ của máy, biến dạng giá đỡ, vị trí đặt platen và các bộ phận khác của đoàn tải.
Đối với kiểm tra định kỳ, phương pháp dịch chuyển được quy định bởi quy trình áp dụng có thể hoàn toàn phù hợp.
Tuy nhiên, khi độ chính xác của biến dạng hoặc mô-đun đặc biệt quan trọng, hãy xác nhận những gì kênh dịch chuyển thực sự đo trước khi coi đó là biến dạng mẫu chính xác.
Sự khác biệt này cũng được phản ánh trong các thử nghiệm bọt cứng quốc tế hiện nay. ISO 844:2026 phân biệt quy trình dựa trên phương pháp được sử dụng để xác định biến dạng.
Đối với công việc ASTM D1621, bài học thực tiễn rất đơn giản:
Biết phép đo dịch chuyển của bạn đại diện cho điều gì.
Chạy kiểm tra nén ASTM D1621
Bắt đầu với vật liệu hoặc thông số kỹ thuật khách hàng thay vì giả định rằng chỉ định ASTM trả lời mọi câu hỏi về thiết lập.
Yêu cầu về chuẩn bị mẫu, kích thước, điều kiện, định hướng hoặc báo cáo có thể được xác định bởi thông số kỹ thuật sản phẩm áp dụng.
Chuẩn bị mẫu và ghi lại các kích thước cần thiết cho các phép tính ứng suất và biến dạng. Nếu bọt có hướng sản xuất hoặc độ nở đã biết, hãy xác định trước khi kiểm tra.
Kiểm tra các bề mặt đã chịu tải và đặt mẫu vật ở vị trí trung tâm giữa các tấm nén phù hợp.
Thiết lập điều kiện tiếp xúc ban đầu cần thiết, sau đó chạy kiểm tra nén trong khi ghi lại phản ứng dịch chuyển lực đầy đủ.
Khi kết thúc kiểm tra, không vứt bỏ mẫu vật ngay lập tức.
Nhìn này.
Nó có nén đồng đều hợp lý không?
Có một bên sập trước không?
Nó có dịch chuyển giữa các platen không?
Mẫu vật lý có đồng ý với những gì đường cong thể hiện không?
Sau đó đánh giá các đặc tính nén cần thiết theo ASTM D1621 và các đặc tả vật liệu áp dụng.
Điều này đáng tin cậy hơn so với việc coi UTM như một hộp đen tự động tạo ra giá trị "độ bền nén".
ASTM D1621 so với ASTM D695
Cả hai tiêu chuẩn đều sử dụng nén, nhưng hướng đến các cấu trúc vật liệu khác nhau.
Một lớp xốp PU cứng và một lớp nhựa kỹ thuật chắc chắn đều có thể khiến bạn cảm thấy cứng trong tay.
Điều đó không làm chúng tương đương về mặt cơ học.
Nếu bạn đang thử nghiệm một loại nhựa cứng
Đối với
Sự phân biệt này cũng tạo ra một đường dẫn liên kết nội bộ hữu ích giữa bài báo ASTM D1621 và
ASTM D1621 so với ISO 844
ISO 844 cũng đề cập đến tính chất nén của nhựa tế bào cứng.
Các phương pháp này phục vụ các ứng dụng liên quan chặt chẽ, nhưng các phòng thí nghiệm vẫn nên tuân theo tiêu chuẩn và phiên bản do khách hàng chỉ định thay vì giả định kết quả có thể tự động thay thế cho nhau.
Phiên bản ISO hiện tại là ISO 844:2026.
Nếu yêu cầu ghi ASTM D1621, hãy chạy và báo cáo ASTM D1621. Nếu nó ghi ISO 844, hãy cấu hình bài kiểm tra xoay quanh quy trình ISO được chỉ định.
Cùng một máy kiểm tra đa năng có thể hỗ trợ cả hai khi cấu hình đúng.
Bạn cần bao nhiêu dung lượng máy?
lựa chọn máy bắt đầu với phản ứng vật liệu dự kiến và diện tích mẫu vật.
Giả sử:
Expected Maximum Stress = 0,8 MPa
và mặt mẫu là:
100 × 100 mm
Khu vực tải là:
10,000 mm²
Since :
1 MPa = 1 N/mm²
lực tối đa ước tính là:
0.8 × 10.000 = 8.000 N
hoặc:
8 kN
Bây giờ cuộc thảo luận về chọn máy có một điểm khởi đầu hữu ích.
Nhưng chỉ riêng dung lượng thì chưa đủ.
Hệ thống thử nghiệm cũng cần phạm vi đo lực phù hợp, các tấm nén đủ lớn cho mẫu vật, không gian thử dọc đủ lớn, hành trình đủ cho biến dạng yêu cầu, cùng với độ dịch chuyển và cấu hình phần mềm chính xác.
Một máy có thể có đủ lực nhưng vẫn không phù hợp với bài kiểm tra.
Ví dụ đã làm: 100 × 100 × 50 mm Bọt Pu
cứngHãy xem xét một phòng thí nghiệm QC với yêu cầu sau:
Chất liệu: Polyurethane foam cứng
Tiêu chuẩn: ASTM D1621
Mẫu: 100 × 100 × 50 mm
Expected Stress: 0.2–0.8 MPa
Hướng tải: Song song để rise
volume kiểm tra: 50 mẫu/ngày
Đầu ra yêu cầu: Nén thuộc tính + đường cong hoàn chỉnh
Vùng được tải là:
100 × 100 = 10.000 mm²
At 0.2 MPa:
F = 0,2 × 10.000 = 2.000 N
At 0.8 MPa:
F = 0,8 × 10.000 = 8.000 N
Vậy vùng làm việc dự kiến xấp xỉ:
2–8 kN
Bây giờ chỉ thay đổi kích thước mẫu.
Nếu mặt được tải trở thành:
200 × 200 mm
khu vực trở thành:
40,000 mm²
At cùng 0.8 MPa:
F = 0,8 × 40.000 = 32.000 N
hoặc:
32 kN
Tài liệu không trở nên mạnh gấp bốn lần.
Diện tích tải đã lớn gấp bốn lần.
Đây là lý do tại sao kích thước mẫu nên được biết trước khi công suất máy được hoàn thiện.
Cấu hình RS-8000 cho nén bọt cứng
Đối với các ứng dụng có lực tính toán nằm trong phạm vi đo hữu ích, ITM-LAB RS-8000 Universal Testing Machine cung cấp
Đối với ví dụ trên, cấu hình sẽ được xem xét xung quanh ứng dụng thực tế:
2–8 kN lực lượng lao động dự kiến, mặt chịu tải 100 × 100 mm, chiều cao ban đầu 50 mm, hành trình nén yêu cầu, kích thước platen, không gian thử, đo dịch chuyển và thể tích thử.
Một mẫu bọt mật độ thấp nhỏ hơn nhiều, chỉ sản xuất vài trăm newton là một ứng dụng khác. Trong trường hợp đó, hệ thống lực thấp hơn có thể cung cấp phạm vi đo phù hợp hơn.
Số dung lượng lớn hơn không tự động là hệ thống kiểm tra tốt hơn.
Bạn nên gửi gì kèm RFQ ASTM D1621?
Bạn không cần biết toàn bộ cấu hình máy trước khi liên hệ với chúng tôi.
Thông tin mẫu vật hữu ích hơn.
Nếu lực dự kiến không biết nhưng bạn biết ứng suất nén và kích thước mẫu, lực lao động xấp xỉ có thể được ước tính từ:
Nếu không có giá trị nào trong số đó, hãy gửi bảng dữ liệu vật liệu, bản vẽ mẫu, báo cáo kiểm tra trước đó hoặc thông tin mẫu.
FAQ
ASTM D1621 đo lường gì?
ASTM D1621 đề cập đến tính nén của các vật liệu tế bào cứng, đặc biệt là nhựa giãn nở. Tùy thuộc vào phản ứng vật liệu và đánh giá cần thiết, bài kiểm tra có thể cung cấp ứng suất nén, độ bền nén, hành vi biến dạng, dữ liệu tải trọng - biến dạng và mô đun hiệu quả.
Danh sách ASTM hiện tại là ASTM D1621-16(2023).
Ứng suất nén bọt cứng được tính như thế nào?
Ở mức căng thẳng cơ bản:
Ví dụ:
Điểm cụ thể được sử dụng cho thuộc tính được báo cáo nên tuân theo ASTM D1621 và bất kỳ đặc tả vật liệu áp dụng nào.
Nếu mút không hiển thị tải trọng tối đa rõ ràng thì sao?
Đừng tạo đỉnh một cách nhân tạo.
Một số bọt cứng tạo ra mức cực đại dễ nhận biết, trong khi những loại khác chuyển qua quá trình sụp đổ tế bào tiến triển mà không có đỉnh rõ ràng như trước. Đánh giá đường cong theo quy trình theo yêu cầu của ASTM D1621 thay vì tự động báo cáo lực cao nhất được ghi nhận trong toàn bộ thử nghiệm.
Tại sao hướng tải ảnh hưởng đến kết quả nén bọt cứng?
Cấu trúc tế bào có thể được định hướng trong quá trình giãn nở hoặc sản xuất.
Do đó, việc tải song song với hướng nâng có thể tạo ra phản ứng khác so với hướng nạp khác, ngay cả khi cả hai mẫu vật đến từ cùng một tấm tấm.
Sự khác biệt giữa ASTM D1621 và ASTM D695 là gì?
ASTM D1621 được thiết kế cho các vật liệu tế bào cứng như bọt polymer cứng. ASTM D695 đề cập đến tính nén của nhựa cứng.
Cấu trúc tế bào của bọt tạo ra cơ học nén khác với polymer rắn.
Công suất máy cần thiết cho ASTM D1621 là bao nhiêu?
Không có công suất máy ASTM D1621 duy nhất.
Bắt đầu bằng cách ước lượng:
Sau đó xác minh phạm vi đo lực, kích thước mẫu, kích thước platen, không gian thử, hành trình yêu cầu, đo dịch chuyển và yêu cầu phần mềm.
bắt đầu với mút, không phải máy móc
ASTM D1621 trông có vẻ đơn giản về mặt cơ học: đặt một mẫu xốp cứng giữa hai tấm và nén lại.
Việc đo lường này đòi hỏi nhiều hơn so với mô tả đó.
Vùng tải chuyển đổi lực thành ứng suất. Chiều cao ban đầu xác định tham chiếu biến dạng. Hướng tế bào có thể thay đổi phản ứng. Tiếp xúc platen ảnh hưởng đến cách tải trọng đi vào mẫu. Và đường cong cho thấy liệu bọt đang đạt đến mức tối đa, dần sụp đổ hay chuyển sang độ đặc hơn.
Để chọn thiết bị, bắt đầu với:
Vật liệu → mẫu L × W × H → hướng tải → ứng suất dự kiến → lực dự kiến
Sau đó xác định số đo cảm biến tải, phao, không gian thử, hành trình và độ dịch chuyển.
Đối với các mẫu lớn hơn và các ứng dụng bọt cứng có lực cao trong phạm vi làm việc, <strong data-start="24240" data-end="24269">ITM-LAB RS-8000, 10–50 kN, có thể cấu hình theo các yêu cầu đó.
