压缩测试

了解压缩测试、何时使用这种测试类型以及用于纹理分析仪的典型探针和夹具。


什么是压缩试验?


压缩测试可能是仪器纹理测量中最简单和最流行的测试。最简单的方法是,将样品放在一个平面上,在给定的力或距离下,将一个平面探头/压板放在样品上(或将样品压缩到其原始高度的百分比)。试样发生变形,并记录变形的程度和/或试样提供的电阻。简单的压缩试验通常被称为单轴压缩,这意味着样品在一个方向上被压缩,而在另外两个方向上不受限制。可以选择低压缩度或高压缩度,但高压缩度通常会导致产品破裂、扩散、断裂或破碎成碎片。

使用各种附件和探针的压缩测试示例

为什么要进行压缩试验?


当一个样品被压缩,压碎,压平或压扁时,你能够通过记录它失败的方式来确定产品如何反应,它在压缩负载下的行为或必要的压力来压缩它。在均匀截面积虎克固体压缩阶段的早期,有一个测试区域被归类为小应变(在破裂前)。在这一阶段,可以测量杨氏弹性模量(即应力-应变曲线这一线性区域的斜率)。进一步压缩将揭示弹性极限(约等于比例极限),也称为屈服点或屈服强度。这些基本参数以及抗压强度和刚度是工程中广泛应用的特性。

压缩试验用于保证部件的强度、质量或性能以及材料和成品的压缩性能,应用范围广泛。压缩试验提供关于材料、部件和制成品的完整性和安全性的客观定量数据,从而有助于评估物品是否适合其应用,并且不会在储存、处理、运输或使用期间失效。制造商可以选择进行压缩试验,以确定一批材料的质量,在设计阶段测量压缩性能,在研究材料替代品或遵守国际、工业或内部质量控制标准。

压缩弹簧,键盘,螺线管,泡沫,塑料,橡胶,注射器和网球是典型的产品,压缩性能肯定需要测量和控制。

由于大多数食品是粘弹性而非弹性的,在试验中通常会受到较大的压缩,所以严格的杨氏模量的定义很少适用于食品材料,而变形模量可能是一个更好的术语。然而,杨氏弹性模量的概念经常被用来表示食物的应力-应变比,至少在适度轻压缩下和在力-压缩曲线合理线性的区域。

压缩试验可以在自然条件下经历这种力的各种粘弹性产品上进行。这些可能包括水果和蔬菜、膨化麦片、蛋糕和饼干、糖果和药品。


可以通过压缩测试来测量的特性

通常选择压缩测试来测量:

压缩性、压实性、弹性、应力松弛、蠕变顺应性、抗压强度、牢固度、弹性恢复、杨氏模量、断裂时工作/载荷/挠度、最大载荷、最大载荷挠度、刚度、偏移屈服等。

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用于压缩测试的典型探头/夹具

与样品接触并对其施加力的探头通常采用简单的圆柱形探头或平板/压板的形式。压缩测试涉及到探头的使用,探头的表面积应与样品相等(在整个测试过程中)或大于样品的表面积。使用直径小于样品的探针进行测试称为穿刺/穿透测试。



批量压缩测试

有些压缩试验是批量进行的,其中样品是三维压缩的,例如使用渥太华单元时。这种类型的测试是需要的多粒子产品,在形状和大小不规则从一块到一块-选择的重量或数量的块测试“散装”。通常,压缩试验是评估其断裂行为最可靠的方法。



压缩测试结果是什么样的?


轴单元(N, g, kg, N/mm, N/mm2等)可以根据标准方法要求、制造商的材料规格要求、学术文献提交指南或操作人员的选择进行选择。


有哪些类型的压缩试验?


根据需要测量的属性,可以以多种不同的方式执行压缩测试。

测量力到选定的距离-这是最典型的压缩试验类型。选择一个向下推到样品上的距离,并测量达到这个距离的力。这种类型的测试是典型的,用于确定所选择的力的应用是否足够大,导致产品失效或不可逆变形。如有必要,可以选择一段时间施加该力。这种类型的测试有助于评估堆叠高度(以及由此产生的额外重量/载荷)对材料堆叠的影响。

测量到达选定力的距离-这种类型的压缩试验适用于测量样品的压实性,例如,当压缩颗粒制成药片时。

测量材料在压缩下失效的力和距离-这类测试通常用于评估组件的强度,需要确定故障点/断点。断裂力越大,产品就越能抵抗压缩载荷/破坏,并且在试验中发生破坏的距离越大,产品在最终破坏发生之前为产品提供的“给予”程度就越灵活。距离失效的距离较短,表明脆性材料在不可逆的损伤或断裂/坍塌出现之前能够承受很小的弯曲或压缩载荷。

在选定的时间内保持一段距离,测量产品的恢复/松弛情况-这种类型的测试适用于泡沫等可回收材料,其中“弹性”程度是一个重要特性。将选定的变形距离处的力与选定的一段时间内的变化力进行比较,以评估材料是否会松弛或试图恢复到其原始的未压缩高度。

测量一个产品的膨胀或解体,保持一个力一段时间-某些材料在特定情况下膨胀或分解。例如,面团在打样阶段膨胀。另一方面,一旦浸入液体,浴弹就会解体。选择一个小的力可以施加在这些材料的表面,这样就可以测量膨胀/解体的速度(距离随时间的变化)和任何平台点。

当执行压缩测试时,它们可以以基本的、经验的或模仿的方式设置。

使用纹理分析仪进行基本压缩测试

大量用户使用他们的纹理分析仪来计算基本参数,考虑到样品的几何形状和尺寸,以及测试的细节,以及相关的工程方程。这种类型的测试可以更容易地比较不同的样本,并与文献数据进行比较,但确实需要更复杂的分析来将力转化为应力,将距离转化为应变。

最常用的基本测试之一是杨氏模量的测量。基本试验一般假设(1)小应变(最大1-3%);(2)材料是连续的、各向同性的(在每个方向上表现出相同的物理性质)、均匀的;雷竞技能提钱出来吗(3)试件形状均匀、规则。虽然基本测试在材料界很流行,但大多数对食物进行的质地测试都不符合上面列出的三个假设。基本测试在食品工业中没有得到很大的应用因为它们与感官评估的相关性不像经验测试那么好但它们在一些研究实验室中有一席之地。Szczesniak(1963年)恰当地描述了基本测试的有效性:

由于大多数食品都没有独立于应力和应变条件的简单流变特性,而且流变特性一旦被测量和定义,除非与功能特性相关,否则就没有实际意义,因此基础试验为食品工艺师提供了开发更有意义的经验试验的基础,从而为食品工艺师提供了最大的价值。

使用纹理分析仪的经验压缩测试

纹理分析仪经常用于不规则产品的质量控制,通过使用经验测量。对于希望开发新产品或在抽查中确保产品正常运行的制造商来说,压碎一块平板所需的力或饼干折断前弯曲的距离都是无价的信息。这种类型的测试对于具有特殊几何形状的产品是理想的,但它也适用于测试更复杂的系统,如产品及其包装的组合(一盒鸡蛋,打开拉环罐的力或酸奶在其罐中),通过允许直接从供应线上测试产品,还可以节省时间。

使用纹理分析仪进行模拟压缩试验

模拟试验是在类似于样品在实践中所受的条件下测量各种性能,即材料在处理过程中的性能和样品在消耗或使用过程中的性能。这个类可以被认为是一种经验检验,因为这些检验不是基本检验。这类测试的例子有:模拟牙齿咀嚼动作的TPA(纹理剖面分析)测试、面团延展性装置和其他模拟面团处理和工作(混合时间和混合公差)的面团测试夹具Volodkevich咬口(这是用来模拟门牙的)和许多其他的。

如果您不受任何现有约束的约束,并且正在寻找最简单的测试解决方案,有时最简单的方法是建立一个严格模仿现实生活中产品评估方式的测试。这种类型的测试通常也使您更容易理解数据解释。

压缩测试的应用实雷竞技有效投注额例:

电子产品:键盘驱动

化妆品:粉盒压缩性

个人护理:浴弹解体速度

药品:颗粒压实性,片剂直径失效

医疗设备:支架径向挤压强度,阴道内环柔韧性,注射器抽吸

包装:盒子的抗压强度,吸塑包装的去除力

食物:棉花糖有弹性,蛋壳破力大,早餐麦片酥脆

粉:无侧限屈服应力

工业:室内装潢泡沫硬度、高尔夫球硬度、弹簧特性、陶瓷硬度

样品制备的工具

如果标本有不同的尺寸和几何形状,如水果和蔬菜,最好从其肉上切割出一些几何上可复制的标本,例如使用软木钻孔机的圆柱体。这样就消除了由于尺寸和形状差异而引起的力学性能的变化。有许多可重复样品制备的工具附件页面


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