三点弯曲

三点弯曲试验是一种广泛使用的测定材料弯曲性能的方法。它是在两点支撑的试样中点施加载荷，产生弯曲力。随着荷载的增加，试样会受到拉伸和压缩应力，与施加荷载相反的一侧会受到拉伸，而在荷载作用下的一侧会受到压缩。试验一直持续到试样断裂或达到最大挠度为止。

该试验得出的主要参数包括

• 弯曲强度- 最外层纤维在断裂前所承受的最大应力。
• 弯曲弹性模量--弹性区域内应力与应变的比率，表示材料的弯曲刚度。
• 弯曲时的应力-应变行为--外加应力与由此产生的应变之间的关系，显示弹性和塑性变形特征。

该方法因其简便性、可重复性以及能够生成从聚合物到复合材料和金属等各种材料弯曲性能的关键数据而备受推崇。

挠曲强度测试为工程师、设计师和研究人员提供了有关材料如何应对弯曲力的重要信息。这些信息有助于评估结构应用的适用性、了解失效模式并确保产品符合性能标准。

各行各业都在广泛的应用中使用这种测试，例如

• 汽车部件，如塑料外壳、装饰面板和引擎盖下部件，这些部件的抗弯强度会影响耐用性和安全性。
• 航空航天结构，包括复合材料面板和整流罩，在这些应用中，必须在减轻重量的同时保持刚度。
• 建筑材料，如工程木梁和层压板，这些材料的长期承重可靠性至关重要。
• 从运动器材到包装等消费品，这些产品的挠曲性能会影响其可用性和使用寿命。

通过在生产或安装前找出薄弱环节，挠曲测试可降低失效风险，确保符合设计规范，并支持材料开发创新。

测试设置和程序

测试首先要准备一个试样，通常是一个矩形棒，由塑料、复合材料、木材或金属等材料制成。将试样放在两个支架上，并在试样中点放置一个加载鼻。跨度即支撑物之间的距离，通常按照标准比例设定，例如塑料试样的跨度与深度比例为 16:1。

测试过程中

• 加载鼻以可控速度向下移动，对试样施加力。
• 连续测量力和挠度，直至断裂或达到最大位移。
• 由此得出的载荷-挠度数据用于计算弯曲强度、模量和应变。

加载鼻端和支架设计有特定的半径，以尽量减少应力集中，避免过早失效。

测试条件和精确系数

精确的结果取决于对测试参数的精确控制，包括

• 样品制备和调整，确保几何形状、表面光洁度和测试前储存条件保持一致。
• 十字头速度和加载速率，根据相关标准设定，以保持可比性。
• 跨度长度和对齐，防止应力分布不均。
• 支撑和加载鼻半径，与试样尺寸和材料类型相匹配。
• 环境控制，因为温度和湿度会影响聚合物和木材等材料。

定期校准试验机和夹具对可追溯性和符合标准至关重要。

在三点弯曲试验中，力只施加在一个中点上。在四点弯曲试验中，两个加载鼻将载荷分散到试样的较大部分。这会在加载点之间产生恒定的弯矩，对于检测某些失效模式更为有效。

三点弯曲试验比较简单，不需要复杂的夹具，非常适合比较试验或材料数量有限的情况。四点弯曲试验更适合评估试样中心区域的失效，而不会受到单个加载点的剪切影响。

用于弯曲测试的精密系统

Mecmesin 的机电测试仪（包括MultiTest-dV和OmniTest系列）专为低至高力应用而设计，可提供精确的负载和位移控制。这些系统具有高分辨率和稳定性，是对变形敏感性要求较高的材料的理想选择。

夹具和负载框架兼容性

可调式弯曲夹具可适应各种试样宽度、厚度和跨度长度。夹具与用于应变测量的拉伸计兼容，并可根据不同的试样几何形状进行定制。这种灵活性可对各种材料进行精确测试。

测试控制和数据分析软件

VectorPro 软件可实时显示载荷与挠度曲线，并自动计算弯曲强度、模量和断裂应变。用户可以创建可重复的测试程序，并设定合格或不合格标准，以多种格式导出数据，并生成符合要求的报告。

应用支持和定制

Mecmesin 的应用团队与客户一起选择或设计最佳测试解决方案。服务包括定制夹具设计、系统校准、安装和培训，确保设备配置满足当前和未来的测试要求。

三点弯曲测试受既定国际标准的约束，包括

• ASTM D790- 非增强塑料和增强塑料弯曲性能的标准测试方法。
• ISO 178- 确定塑料的弯曲性能，规定了试样制备、跨度选择和测试速度。

此外，还有针对复合材料、泡沫和结构材料的其他程序，确保测试方法能反映每种材料的独特性能。Mecmesin 系统的配置可满足研究、质量控制和学术环境中的这些标准。

塑料和热塑性塑料

挠曲测试揭示了塑料的刚度、屈服点和失效模式，为承载应用的材料选择提供了信息。测试结果可指导消费品、汽车部件和包装的设计决策。

纤维增强复合材料

在航空航天、船舶和汽车领域，挠曲测试可检测分层和基体开裂。了解这些失效模式有助于工程师优化层压结构，提高强度和耐用性。

木材和人造板

对于家具、地板和建筑构件而言，弯曲强度和变形特性至关重要。测试可验证是否符合结构性能要求，并为新型工程木制品的开发提供支持。

泡沫和轻质材料

从保护性包装到航空航天芯材，这些材料都要通过测试来评估抗压性和承载能力。挠曲测试可量化性能，同时模拟真实世界的加载条件。

Mecmesin 为工程师、设计师和研究人员提供量身定制的塑料、复合材料、金属和木质材料挠曲测试解决方案。我们的团队可就夹具选择提供建议，为独特的样品几何形状定制夹具，并证明符合ASTM D790、ISO 178 和其他相关标准。请与我们联系，讨论您的要求，并探讨在三点弯曲测试中获得准确、可重复结果的最有效方法。