本文的重点是介绍并详细分析无损压缩测试，即非破坏性的压力测试，这是一种帮助质量控制专业人员评估和确保产品质量的重要测试方法。
无损检测(NDT)是一种在不栖牲检测样品物理或化学性能的前提下检测或分析材料和部件的先进检测技术。此外,无提检测技术还经常被用来检测,表征或测量一些材料遭受的损害程度等。该技术的目的是以安全,可靠和经济高效的方式检查组件,而不会造成产品提坏或中断产品的生产过程。
您可能已经熟悉医疗行业中的一些无损检测技术,例妙如X射线检测技术和超声波检测技术等X射线可以用来评估人体骨头遭受的骨折现象,超声波技术可以用来评估正在发育的胎儿的状况,包括胎儿的腹部、骨盆器官、肌肉、肌腱,以及他们的心脏和血管等。
在工业领域中所用到的一些无提检测技术一般更加复杂。一些流行的通用NDT测试包括磁彬粉检测、液体渗适检测、射线照相检测、超声波检辺和电磁检测等。这些测试已经在石油、天然化学、汽车、航空航天和国防等众多领域中取得了广泛的应用。
弹簧压缩试验
什么是压缩试验？
压缩试验用于评估材料和组件的力学性能的一种测试手段，其方法是压缩，压破或压扁被测试样品。这种类型的测试可以确定材料的阻力以及在指定的压缩力施加或保持一段确定的时间后恢复原有形变的能力。压缩测试的典型类型包括弯曲，弹簧和压碎等。虽然压缩测试通常是通过破碎力或像“粉碎”类型的限制来完成的，但现在，让我们来看看一些正在逐渐被使用的非破坏性无损测试方法。
对弹簧的无损压缩测试：
当我们提到压缩测试时想到的第一个应用就是弹簧测试。弹簧在许多日常生活中都有应用，例如钢笔、玩具、山地自行车、汽车、家庭装饰品和医疗设备等。弹簧可以通过一些测试和评估以确定其特性和性能，从而确保其在预期的产品生命周期中具有应有的功能。产品设计师依靠这些测试结果和规范来为他们的设计选择正确的弹簧。质量检验员同样对每批弹簧产品的质量非常看重。
测试弹簧性能时，一些参数非常重要，例如弹簧刚度系数，弹簧负载，发生一定位移时的负载和负载一定载荷时发生的位移等。弹簧刚度经常将作为无损检测的一部分进行计算。该计算可以由胡克定律确定，该定律将弹簧施加的力与其被拉伸或压缩的距离相关联，弹簧常数k以发生单位长度的位移所施加的力进行计算得到。
胡克定律的等式具体如下：
F = -kx
其中，x =最终平衡时弹簧发生的位移；
F =施加在弹簧上的力；
k =弹簧常数；
尽管胡克定律只适用于在某些载荷条件下的某些材料，但在大多数情况下，常用的螺旋型弹簧依然遵循胡克定律。
在塑料样本上进行的4点弯曲测试有助于了解其弯曲性能
塑料样品四点弯曲试验
在压缩测试过程中，样品通常会被压缩到指定的高度厚度，然后在该点测量力的大小，然后使用胡克定律的方程式来计算样品的弹性刚度。
弯曲测试：
如果关注材料的弯曲性能，则通常要进行一些弯曲试验，如三点或四点弯曲试验，直至试样出现弯曲断裂，但现在可能会有一些例外情况，即可以以一种非破坏性方式进行这种试验。一个典型的例子就是测量滑雪板的弯曲力以确定最佳的滑雪板选择。通过弯曲平衡点后面的滑雪板或支撑脚的大致位置，可以收集力测量数据并将其与外倾角（滑雪弧）和外倾高度相结合。通过这些数据，一家滑雪公司可以建立各种滑雪板模型，并将其与滑雪者的偏好相匹配。分析力与外倾角数据以确定每个滑雪板的最佳使用状态，靴子装订位置和使用的蜡的类型等。
一个典型的压力测试系统包括一个测试台，测力计以及专用夹具和固定装置。许多压缩测试仪也能够进行张力测量；
压力测试系统
汽车和电子行业的无损检测：
汽车和电子行业中已经有很多无损式压缩实验应用。随着更多的电子装置集成到车辆中，两个行业经常互相重叠。力测量可通过NDT压缩测试进行（如开关力激活和转向杆激活）以确保车辆的使用性能和安全性等。每个测量都使用力测量仪和一些可以模拟人手指进行压缩测试的橡胶尖端附件等。
体育用品无损检测：
在广泛的体育运动中，存在很多可能需要进行的压力测试，例如针对高尔夫球和网球的压缩测试方法等。在这两个球类比赛行业中，所使用的球类产品必须满足管理机构严格规定的规范才能参加锦标赛。这些NDT测试旨在将每个球压缩至指定负载，然后在该点出测量移动量，这能够有效确保不同测试样本之间的一致性。
无损压缩测试的好处：
NDT压缩测试允许材料或组件在其预期应用中进行测试和使用，前提是样品在可接受的测试范围内。它可以有效确定制造的一致性、提升设计过程、降低生产成本并确保产品符合行业标准。
NDT压缩测试所需的设备：
1.手动或机动测试台；
测试台能够产生测试所需的力。虽然可以使用手动或机动测试台，但重要的是要了解是否需要高度的重复性或一致的速度。对于许多弹簧测试，简单的手动测试台可能会提供最经济的解决方案。如果测试需要恒定的速度，同时对样品施加负载，电动测试系统则将产生更好的重复性。
2.测力计；
测力计能够测量测试样品上产生的力。它通常以磅力（lbF）、牛顿（N）或千克力（kgF）作为显示单位。通常选择测力计时应尽可能使其量程接近最大预期测量力。为了获得最佳的准确性和安全性，在其最大量程边界的20％到80％之间选择一个测力计被认为是最佳做法。
3.把手或夹具；
选择正确的夹具或配件对于测量系统的成功至关重要。力测试过程中的精确载荷对准取决于用于固定样品的夹具，配件或固定装置。
对于NDT压缩测试而言，圆形压缩板比较适合进行测试。选择一个自动调平，光滑的压板，并对样品的预期负荷和直径进行评级。在弯曲测试中，可使用3点和4点专用弯曲夹具。
橡胶面探头是NDT压缩测试中经常使用的另一种配件。它可以用来模拟一根手指来测试按钮和薄膜开关。
4.软件；
可以根据不同的应用要求对最终测试结果进行查看、存储、导出和分析。高质量的计算机控制测试系统和大多数机动系统包括将数据传输到PC或打印机的功能。在选择一个软件包时，应当考虑它是否可以绘制数据、计算并统计数据、生成报告、或者提供其他分析工具，以便能够对样本的性能进行最深入的了解。
5.安全防护；
为了保护操作员免受可能从测试区域意外飞出的飞行物体或碎屑的侵害，建议使用安全防护罩。防护罩还能够防止测试员的四肢，头发或衣服缠绕在测试区域。透明、防碎的聚碳酸酯被认为是最好的安全防护装置材料。此外，为测试人员购置一副安全护目镜也是一个非常明智的做法。
总结：
几乎在每个行业中，非破坏性压缩试验都会产生大量有关样品特性和力学行为的有价值信息。由于样品不会遭到破坏，制造商可以节省大量的成本和原材料，从而进一步增加产品利润。
来源：天氏库力 发布日期
2020-08-18 浏览：