用於增強機動車輛輪胎的鋼絲和簾線是任何鋼鐵產品中最苛刻的應用之一。鋼絲如人的頭髮絲一樣細,需要加固輪胎,以幫助承受複雜的使用負載。然而,線材經常因衝擊、疲勞和斷裂而失效。
與這些類型的細線相關的一項主要挑戰是其細度和硬度使得抓握變得困難。如果沒有適當的夾緊方法,應力集中在鉗口面邊緣將導致過早失效或鉗口斷裂。此外,由於材料在測試過程中具有少量應變,我們發現使用傳統的位置測量感測器不足以獲得準確的應變數據。最後,如果使用接觸引伸測量,可能會引入誤差,包括由刀口滑動或應力集中點引起的誤差。
我們建議使用我們的伺服液壓系統來研究輪胎加強所用鋼絲的疲勞和斷裂特性。對於最細的線材,選擇合適的低力稱重感測器和合適的低品質夾具以使動態測試成功更為重要。
在這種特殊情況下,我們使用了配備低力稱重感測器和微型細線夾頭夾具的電子測試儀器,可在不引入應力集中的情況下夾緊電線。此外,ElectroPuls 系統上的光學數位編碼器用於監控位置資料。我們的測試在 0.5 N 和 1.5 N 之間、測試頻率高達 80 Hz 的情況下成功運作。
此外,用於斷裂測試的樣本是由較厚的線材部分製成的,並透過放電加工進行開槽。然後使樣本在超過 20 Hz 的頻率下疲勞,同時使用光學顯微鏡測量裂紋擴展。