断裂力测定仪
断裂力测定仪是一种用于测定各种材料在断裂时的力学性能的测试设备。
组成结构
1.机械加载系统
包括轴向拉伸/压缩装置、径向扭转装置和动态循环测试装置。轴向拉伸/压缩装置可以提供0-5000N的力(分辨率为0.01N),径向扭转装置可以提供0-20N·m的扭矩(精度为±0.5% FS),动态循环测试装置可以模拟心肺复苏等冲击载荷,频率为0.1-50Hz。
2.环境模拟单元
包括温控范围为-40℃-150℃的环境模拟器,以及支持PBS、人工血液等介质的液体浸泡仓,用于测试材料在不同环境条件下的性能变化。
3.传感与数据采集系统
包括高精度的传感器组,如六维力传感器和激光位移计。六维力传感器可以同时测量X/Y/Z轴的力和扭矩,而激光位移计则用于非接触式测量形变,精度为0.1μm。数据采集系统具有20kHz的采样率,可以捕捉毫秒级断裂瞬间的力学参数。
4.智能控制软件
预置了多种国际标准测试程序,如ISO 11070(导管)、ASTM F1829(缝合线)、YY/T 0695(注射器)等20多种测试程序。软件还可以自动识别脆性断裂和韧性断裂等失效特征,并生成Weibull分布图预测批量产品的可靠性。
5.显示和控制设备
通常配备7英寸彩色液晶显示屏和PLC控制系统,支持中英文双语输入,用户可以通过触摸屏轻松设置测试参数并实时监控测试过程。
6.打印和存储设备
机载打印机可以打印测试结果,数据也可以通过U盘导入电脑存储,方便后续分析和使用。
工作原理
断裂力测定仪的工作原理是通过施加逐渐增大的拉力到样品上,直到样品断裂,然后记录下样品断裂时的力值。具体来说,断裂力测定仪通过特定的装置对样品施加拉力,拉力逐渐增加,直到样品断裂。在这个过程中,仪器会精确记录下样品断裂瞬间所承受的力,这个力值就是样品的断裂力。
操作步骤
一、设备准备和校准
1.确保测试仪电源正常接通,检查传感器、夹具、显示屏、按键等部件是否能正常运行,如有异常及时维修或更换。
2.按照制造商的说明和要求进行校准,保证仪器测量准确。
二、样品准备
1.选取具有代表性的样品,检查样品是否完整、无缺陷、无损坏,记录样品的型号、规格、生产批次等信息。
2.对于注射针管,确保样本表面清洁无油污、杂质等影响测试结果的因素。
三、参数设置
1.根据测试需求,设置拉伸速度、测试次数等参数。
2.输入适当的参数,例如拉力、速度和测试周期等,确保设置符合相关行业标准或客户要求。
四、样品安装
1.将样品两端分别固定在测试仪的上下夹具中,确保样品与夹具接触良好,避免滑动或脱落。
2.将样本的一端插入固定座上的夹具中并夹紧,然后将另一端以同样的方式夹持在拉伸轴上的夹具中,保持样本的伸直状态。
五、开始测试
1.启动设备,上夹具以设定的速度匀速上升,对样品施加拉力,直至样品断裂。
2.仪器会实时采集并显示拉力数据、延伸率和次数,测试结束后可由机载打印机快速打印出测试数据及结果以供分析。
六、数据记录与分析
1.记录仪器显示的峰值拉力数据以及其他相关数据,如位移量、测试时间、拉力-位移曲线等信息。
2.通过配套软件查看断裂力数据并生成测试报告。
七、清理与维护
1.测试完成后,拆卸样品,清理测试仪和周围环境。
2.定期进行设备维护和校准,以确保仪器长期稳定工作。
维护保养
1.定期清洁设备
清洁设备表面及测试区域,去除灰尘、杂物等,确保设备处于良好的工作状态。
2.校准设备
按照制造商的说明和要求进行校准,保证仪器测量的准确性。
3.检查传感器、夹具、显示屏和按键
确保这些部件正常运行,如有异常及时维修或更换。
4.安全防护
操作人员应佩戴好手套、护目镜等防护装备,防止测试过程中可能出现的意外损伤。
5.定期维护保养
包括清洁设备表面和内部、校准传感器和夹具等,确保设备的正常运行和测量准确性。
应用领域
断裂力测定仪在多个领域有广泛应用,主要包括医疗领域、材料科学以及其他工业领域。
一、医疗领域
1.在医疗领域,断裂力测定仪主要用于评估医用导管、注射器等医疗器械的动态断裂强度,确保其在使用过程中的安全性和可靠性。特别是在心脏介入手术、血液透析等需要导管介入治疗的领域,该设备发挥着至关重要的作用。
2.此外,该设备还可以量化评估医疗耗材的机械性能极限,包括断裂力、连接处抗分离力及动态疲劳寿命,模拟临床重复使用场景。
二、材料科学
1.在材料科学领域,断裂力测定仪用于研究材料的力学性能和断裂行为,为材料的研发和优化提供数据支持。
2.通过模拟材料在实际使用中的受力情况,可以准确评估材料的断裂强度和力学性能,帮助科研人员更好地理解材料的失效机制和优化材料设计。
三、其他工业领域
在其他工业领域,断裂力测定仪也有广泛应用。例如,在化工、电子、电气等领域,该设备用于评估各种材料或产品的动态断裂强度性能。通过模拟实际工作条件下的受力情况,可以确保产品的可靠性和耐用性。