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材料性能分析,材料分析

力学性能分析检测

材料分析中的力学性能试验是工程中广泛应用的一种试验,它为机械制造、土木工程、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料分析的力学性能参数,便于合理地使用材料,保证机器(结构)及其零件(构件)的安全工作。材料分析力学性能试验需按照国家标准进行。

ICAS英格尔作为专业的性能检测机构可依照ISO、ASTM、DIN、GB、HB等标准完成对各类产品的工艺性能、冲击性能、物理性能、晶粒度、热处理、超声波探伤、金相分析、焊接性能等力学性能检测服务。

 

材料分析(材料性能分析)
力学性能是指材料分析在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征,一般来说材料性能分析分为十种:
1。 脆性:材料分析在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。它与韧性和塑性相反。脆性材料没有屈服点,有断裂强度和极限强度,并且二者几乎一样。铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。与其他许多工程材料相比,脆性材料在拉伸方面的性能较弱,对分析脆性材料通常采用压缩试验进行评定。
2。强度:金属材料分析在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力。同时,它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。强度是一个很常用的术语。
3。塑性:材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。塑性变形发生在金属材料承受的应力超过弹性极限并且载荷去除之后,此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形。
4。硬度:材料表面抵抗比他更硬的物体压入的能力
5。韧性:材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力。 韧性是指金属材料在拉应力的作用下,在发生断裂前有一定塑性变形的特性。金、铝、铜是韧性材料,它们很容易被拉成导线。
6。疲劳强度:材料分析零件和结构零件对疲劳破坏的抗力
7。弹性:是指金属材料在外力消失时,能使材料恢复原先尺寸的一种特性。钢材在到达弹性极限前是弹性的。
8。延展性:是指分析材料在拉应力或压应力的作用下,材料断裂前承受一定塑性变形的特性。塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。钢材既是塑性的也是具有延展性的。
9。刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。
10。屈服应力:屈服点或屈服应力是金属的应力水平,用MPa度量。在屈服点以上,当外来载荷撤除后,金属的变形仍然存在,金属材料发生了塑性变形。

材料分析种类
无损检测
无损检测(NDT)别名无损探伤。指在不损害或不影响被检测对象进行材料分析,不伤害被检测对象内部组织的前提下,利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术和设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。

无损检测方法:涡流检测(ECT)、射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT) 五种。其他无损检测方法:声发射检测(AE)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)、超声波衍射时差法(TOFD)等。

物理测试(Physical test) 对物质材料分析,检验,从而确定物质的强度承受力是否符合标准。测试材料或结构承受力而不发生破坏的能力所进行的试验。材料强度试验测定材料屈服极限、强度极限或疲劳极限等指标。结构强度试验测定结构的极限承受力,它不仅同材料强度有关,而且同结构的几何形状、机构配件、外力作用形式有关,按试验加载方式为静强度试验、动强度试验和疲劳强度试验等。按环境温度可分为常温强度试验、热(高温)强度试验或冷(低温)强度试验等。试验设备包括静强度试验设备、动强度试验设备和疲劳强度试验设备等。

检测方法

1。静强度分析(又称结构静力研究)别名静力试验:在常温条件下承受载荷的能力,通常简称为强度分析。静强度除研究承载能力外,还包括结构抵抗变形的能力(刚度)和结构在载荷作用下的响应(应力分布、变形形状、屈曲模态等)特性。

2。动强度分析:研究材料分析结构承受动载荷的能力。这种能力对于冲击环境是用冲量或能量来衡量的,不用载荷表示。动强度研究还包括结构的动力特性(固有模态、固有频率、阻尼等)、结构在动载荷作用下的应力与变形等响应、结构的运动稳定性和结构耐振动冲击环境的能力。

3。疲劳强度( Fatigue strength )指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力,称为疲劳强度或疲劳极限。实际上,金属材料分析并不可能作无限多次交变载荷试验。

4。 热强度分析:别名热强度(Hot strength )研究结构在热环境下承受载荷和耐受热环境的能力。热强度研究还包括结构在热环境和载荷作用下的应力、变形、稳定性、振动等各方面的性态。热强度研究是飞行器结构强度学科中形成较迟的一个方面。它包括热强度分析和热强度试验。

力学检测

力学检测又指机械性能检测。主要是对金属的机械性能进行检测,常规的金属的拉伸(屈服强度、抗拉强度)、弯曲、冲击、硬度等韧性和塑性性能检测,钢筋拉伸(屈服强度、抗拉强度)、弯曲等性能等方面的性能进行检测其中包括(。金属焊接件的焊接工艺评定和高强螺栓力学检测)

可靠性环境测试
可靠性环境测试别名可靠性试验(reliability test)发现产品在设计、材料和工艺等方面的各种缺陷,经分析和改进,使产品可靠性逐步得到增长,最终达到预定的可靠性水平;为改善产品的战备完好性、提高任务成功率、减少维修保障费用提供信息;确认是否符合规定的可靠性定量要求。
靠性试验应尽可能结合产品的性能试验、环境适应性试验等来进行。
靠性试验分类
1。 高加速寿命试验(简称HALT试验):是一种利用阶梯应力加诸于试品,并在早期发现产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限的方法。试品通过HALT所暴露的缺陷,涉及线路设计、工艺、元部件和结构等方面。HALT的主要目的是在产品设计和试产阶段,通过试验,快速发现产品的潜在缺陷,并加以改进和验证,从而增加产品的极限值,提高其坚固性及可靠性。施加于试品的应力,包括振动、高低温、温度循环、电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。
2。高加速应力筛选(简称HASS试验):是一种生产筛选技术,迅速揭示产品的过程或生产流程的缺陷。其目的是使产品在不影响产品可靠性的情况下进行优化生产筛选。与HALT不同,HASS使用非破坏性的极限温度应力和温度变化率。其优点1。能用最低费用和最短时间激发出产品的潜在缺陷;2。能用最低费用和最短时间检测出尽可能多的缺陷;3。提高产品外场可靠性;4。降低产品生产、筛选、维修和担保总费用。
3。可靠性强化试验(简称RET试验):通过系统地施加逐渐增大的环境应力和工作应力,来激发故障和暴露设计中的薄弱环节,从而评价产品设计的可靠性。因此,可靠性强化试验(RET)应该在产品设计和发展周期中最初的阶段实施,以便于修改设计,从而降低了成本(步进应力试验、应力寿命试验(STRIEF)、高加速寿命试验(HALT))

重要评估参数:

 弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度。

1、材料强度和塑性检测

(1)拉伸强度 弯曲强度 。           
(2)摩擦和磨耗性能(摩擦系数、磨耗)。
(3)蠕变性能  。                
(4)动态力学性能。

2、材料硬度检测

   (1)耐撕裂性能(撕裂强度)。 
   (2)剪切性能(剪切强度)。 

3、材料的冲击韧度检测

(1)冲击性能(缺口冲击强度、无缺口冲击强度)。
(2)压缩性能  。 

4、材料疲劳强度检测

      橡胶材料:胶管、输送带、密封件、轮胎、O型圈等橡胶制品及材料

      塑料材料:薄膜、管材、防水卷材、尼龙制品、亚克力材料等塑料制品及材料;

      金属材料:钢管、钢板、不锈钢、合金材料、金属制品等;

      建筑材料:板材、木材、混凝土、胶合板、玻璃、石墨制品等;

 

常用仪器设备:

拉伸试验机、显微硬度计、拉力试验机、摩擦试验机、疲劳试验机、冲击试验机、差示扫描量热仪、分析式铁谱仪、导热分析仪、振动测量仪质量比较仪、多通道静态应变仪、液压万能试验机等。

 

材料热性能分析检测:

热性能就是材料或者设备能储存热量,不让热量流失的能力。高分子材料分析的热性能,跟其高分子结构有很大关系。高分子材料分子量通常很大,分主链和支链,呈链状线性或交联状。

ICAS英格尔可依照SO、ASTM、DIN、GB、HB等标准完成热学性能检测。

分析检测项目:

热稳定性

尺寸热稳定性

负荷热变形温度

马丁耐热

总体积收缩量

线性收缩率

维卡软化点

线性热膨胀率

流动性

熔点

软化点

熔体流动速率

热导率

玻璃化转变温度

脆化温度

失强温度

常见的性能变化

1、常见的物理变化有:熔化、沸腾、升华、结晶转变等;

2、常见的化学变化有:脱水、降解、分解、氧化,还原,化合反应等。

 

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