現(xiàn)代彈性體的動態(tài)材料性能數(shù)據(jù)比以前任何時候更為重要。彈性組份在所有產(chǎn)品,從汽車、計算機到高爾夫球中都起著關(guān)鍵作用。預(yù)測產(chǎn)品有效期內(nèi)的防震性和負(fù)荷性能非常重要。為了保證獲得準(zhǔn)確的模型,必須收集各種工作條件下的動態(tài)材料性能數(shù)據(jù),包括動態(tài)負(fù)荷條件、溫度史和疲勞史,尤其在投資是采用非線性有限單元分析工具進行新產(chǎn)品開發(fā)時更是這樣,因為材料性質(zhì)不準(zhǔn)確會導(dǎo)致不準(zhǔn)確的性能預(yù)測。
液壓伺服測試系統(tǒng)一直被用于測試彈性組分,其高負(fù)載能力和較長的行程非常適用于測量各組分的行為,但這種技術(shù)用于表征基礎(chǔ)材料時也有缺點。傳統(tǒng)的DMA/DMTA測試系統(tǒng)是第二選擇,但它們?nèi)狈Ρ碚鞣蔷€性彈性體,如充氣輪胎用途和隔振設(shè)備所需的負(fù)荷和行程范圍。
一種新型電磁技術(shù)對于許多彈性材料的動態(tài)表征看來都是很好的選擇,它使用一個活動磁鐵而不是活動線圈。不管需要完成的是動態(tài)機械分析、應(yīng)力松馳、蠕變、超彈性、高周疲勞還是龜裂增長試驗,此新技術(shù)的性能范圍都可保證模型能預(yù)測真實世界的行為。
以往的觀點
正如上面提到的那樣,現(xiàn)有兩種技術(shù)用于彈性材料的動態(tài)試驗。每種技術(shù)都有其各自的優(yōu)點和缺點,因此有著各自適合的細(xì)分市場領(lǐng)域。包括:
◆ 液壓技術(shù),其高壓油(200-350bar)提供能量推動活塞;
◆ 電磁技術(shù),通常稱為語音線圈,它的固定磁鐵和活動線圈(電磁)相互作用產(chǎn)生運動。
液壓系統(tǒng),類似MTS系統(tǒng)和Instron,可提供很寬的頻率范圍(靜態(tài)到1000赫茲)和較高的負(fù)荷(10000牛頓或更高)。這些能力結(jié)合在一起使得這項技術(shù)成為動態(tài)測試的常規(guī)選擇。
不過,液壓系統(tǒng)非常昂貴,而且它有許多活動部件和密封件,維護費用高。另外,其能源成本也很高,因為泵必須連續(xù)運轉(zhuǎn),而且油被看作有害廢料,一旦污染就必須更換。由于傳動裝置和/或伺服閥的密封件摩擦,分辨率和保真度可能受到限制,而且傳動裝置的活動質(zhì)量非常高。在多軸應(yīng)用時由于摩擦,傳動裝置的側(cè)向負(fù)荷還會引起波形扭曲或密封件磨損。