有效的壓力測(cè)試有助于避免許多質(zhì)量問題。
為什么需要進(jìn)行壓力測(cè)試？
壓力測(cè)試通常指的是測(cè)量施加在某個(gè)對(duì)象上的推動(dòng)力。這種測(cè)試有助于研究人員對(duì)材料、組件、裝配體以及最終成品的物理性能和功能性進(jìn)行量化，此外，壓力測(cè)試結(jié)果還可以用于判斷生產(chǎn)過程中產(chǎn)品是否合格等。
想象一些日常生活中常見的事，例如擰開洗發(fā)水的蓋子、按下墻上的開關(guān)、打開手機(jī)等等；為了達(dá)到這些目的，我們?cè)诓唤?jīng)意間就產(chǎn)生了許多的壓力。除了這些日常生活中非常明顯的例子，工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)許多機(jī)器能夠運(yùn)轉(zhuǎn)自如（可能我們已經(jīng)習(xí)以為常）也是因?yàn)榧夹g(shù)人員在幕后對(duì)其組成材料和構(gòu)成進(jìn)行了許多次的壓力測(cè)試。
如何測(cè)量壓力？
壓力測(cè)試可以采用測(cè)力計(jì)或者測(cè)力傳感器進(jìn)行，在美國(guó)，常見的測(cè)量單位是磅力（lbF）和牛頓力（N），在其他一些國(guó)家，牛頓和千克力使用最多。
測(cè)力計(jì)或者測(cè)力傳感器一般都會(huì)和測(cè)試臺(tái)結(jié)合使用。在典型的測(cè)試過程中，一個(gè)電機(jī)控制的十字頭向下移動(dòng)以產(chǎn)生壓力，測(cè)試臺(tái)的電子設(shè)備可以控制十字頭移動(dòng)的速率，當(dāng)達(dá)到負(fù)載、距離或者測(cè)試樣品斷裂時(shí)可以使電機(jī)停止。這些現(xiàn)在都可以實(shí)現(xiàn)電腦操作或者平板操作。
壓力測(cè)試具體執(zhí)行程序可以依據(jù)ISO、ASTM或者一些其它的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，為實(shí)現(xiàn)測(cè)試目標(biāo)，有時(shí)也可采用一些內(nèi)部開發(fā)的測(cè)試程序。不管采用何種標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試時(shí)，下面這些因素都必須要仔細(xì)考慮：
壓力預(yù)測(cè)；
測(cè)試樣品的形狀和尺寸；
需要的測(cè)試速度；
壓力測(cè)試具體要求；
測(cè)試結(jié)果的解析和存儲(chǔ)；
常見的工業(yè)案例：
1、包裝：負(fù)載測(cè)試
辦公室里的桶裝飲用水在運(yùn)輸?shù)睫k公室之前，都需要進(jìn)行一些壓縮力測(cè)試。由于這些水瓶在卡車運(yùn)輸過程中會(huì)產(chǎn)生一些壓力，因此要求其必須具有一定的強(qiáng)度以承受這些壓力。如果水瓶在運(yùn)輸過程中發(fā)生彎曲、裂開或者其它一些損壞，那么水就會(huì)溢出來(lái)造成不必要的損傷。在水瓶制造廠里，通常都會(huì)對(duì)生產(chǎn)的水瓶進(jìn)行負(fù)載測(cè)試。在測(cè)試過程中，將瓶子置于壓縮試驗(yàn)機(jī)上，并將壓板沿著水瓶頸部向下按壓。根據(jù)所采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的不同，測(cè)試可以在達(dá)到一定載荷時(shí)停止或者一直增大壓力直到樣品彎曲時(shí)停止。所測(cè)結(jié)果的最小值一般是具有參考意義的，將測(cè)量結(jié)果與合格產(chǎn)品的測(cè)量結(jié)果對(duì)比可以確定該測(cè)試產(chǎn)品是否合格。
2、塑料：彎曲測(cè)試
如今塑料材料的發(fā)展進(jìn)步極大了提高了人們的生活質(zhì)量，塑料的應(yīng)用范圍也日益廣泛，例如用于醫(yī)療設(shè)備、飲料包裝、建筑材料、汽車零部件等方面。隨著材料工程領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新，在材料進(jìn)入到具體的應(yīng)用之前，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)試是非常重要的，這是判斷該材料是否合格的關(guān)鍵。
在塑料工業(yè)常用的力學(xué)測(cè)試中，塑料條的彎曲測(cè)試可以得到大量的關(guān)于材料性能的信息。在彎曲測(cè)試中，樣品由兩個(gè)具有固定半徑的支點(diǎn)支撐，施加的力可以集中在兩個(gè)支點(diǎn)的中間部位（三點(diǎn)彎曲測(cè)試），也可以施加在兩個(gè)支點(diǎn)位置上進(jìn)行四點(diǎn)彎曲測(cè)試。
3、電子產(chǎn)品：開關(guān)觸點(diǎn)激活
正如在寫這篇文章一樣，作者需要輕敲鍵盤以產(chǎn)生一定的壓力才能在電腦屏幕上輸入文字。這些都經(jīng)過了鍵盤制造廠商仔細(xì)的研究和測(cè)試，合適的平衡敲擊力和觸覺反饋必須非常完善才能夠令顧客滿意。測(cè)量按下鍵盤的壓力非常簡(jiǎn)單，甚至采用一個(gè)手持測(cè)力計(jì)就可以完成。然而，專業(yè)的力測(cè)試儀具有一個(gè)稱之為外觸發(fā)器的功能，該功能有助于捕獲發(fā)生電接觸時(shí)候的作用力。即使力測(cè)試儀的探針持續(xù)的按壓鍵盤，甚至將其按壓到部產(chǎn)生了錯(cuò)誤的力峰值，這種專業(yè)的力測(cè)試設(shè)備仍然能夠捕獲到觸發(fā)鍵盤所需的正確壓力值。這種類型的壓力測(cè)試能夠應(yīng)用到許多方面，除了鍵盤壓力測(cè)量外，還能夠用于手機(jī)和電燈開關(guān)測(cè)試等方面。
4、醫(yī)療：注射器測(cè)試
醫(yī)生和護(hù)士每天都會(huì)用到注射器，雖然他們每天都需要考慮到許多關(guān)于病人護(hù)理的事情，但是施加多大的力才能推動(dòng)注射器的活塞顯然不應(yīng)該是他們需要考慮的。注射器的柱塞頭在設(shè)計(jì)時(shí)都是需要和注射器管體精確適應(yīng)的，這樣才可以在按壓的時(shí)候產(chǎn)生一致并持續(xù)的阻力。
對(duì)于注射器的壓力測(cè)試，可以利用測(cè)試夾具使樣品垂直放置，然后壓板沿著注射器上拇指槽的位置以一定的速率向下按壓。測(cè)試結(jié)果中的力、平均力以及力-位移曲線都需要經(jīng)過仔細(xì)分析以確保注射器在生產(chǎn)過程沒有發(fā)生質(zhì)量問題。
5、彈簧：彈簧壓縮測(cè)試
彈簧在許許多多的領(lǐng)域內(nèi)都具有重要的應(yīng)用，從普通的寫字筆到汽車行業(yè)，彈簧的使用有助于確保裝置正確的運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命等。對(duì)于壓縮彈簧制造商而言，非常重要的一點(diǎn)就是驗(yàn)證彈簧的相關(guān)特性，只有這些特性均符合標(biāo)準(zhǔn)了，機(jī)械設(shè)計(jì)師們才會(huì)把這些彈簧引入到他們的產(chǎn)品中。
對(duì)于彈簧的使用，人們共同關(guān)心的一點(diǎn)就是彈簧剛度。彈簧剛度是載荷增量dF與變形增量dλ之比，即產(chǎn)生單位變形所需的載荷力。測(cè)量彈簧剛度時(shí)通常將壓板接觸到彈簧的頂部，此時(shí)的位置指示器度數(shù)為零；測(cè)試程序一般會(huì)要求將彈簧壓縮到一個(gè)或多個(gè)不同高度的位置，并且記下相對(duì)應(yīng)的壓力讀數(shù)，根據(jù)這些數(shù)值能夠計(jì)算出彈簧剛度值。在一些涉及到人員生命安全的行業(yè)，例如航空航天和醫(yī)療等行業(yè)，適當(dāng)?shù)膲嚎s測(cè)試是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
數(shù)據(jù)解析：
壓力測(cè)試數(shù)據(jù)能夠?yàn)橘|(zhì)量控制人員提供大量的重要信息。在大多數(shù)應(yīng)用中，人們最關(guān)心的是測(cè)量數(shù)據(jù)中的值和最小值。通過將生產(chǎn)產(chǎn)品的壓力測(cè)試數(shù)據(jù)與合格產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比可以幫助技術(shù)人員判斷該產(chǎn)品是否屬于合格產(chǎn)品。
在其他一些應(yīng)用中，質(zhì)量管理人員除了需要了解和最小測(cè)量值外，可能還需要進(jìn)一步深入研究這些壓力測(cè)試數(shù)據(jù)。有些壓力測(cè)試儀器能夠持續(xù)輸出壓力測(cè)試過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并顯示在電腦軟件上供研究人員進(jìn)行具體的分析。通過對(duì)獲得曲線的斜率和輪廓進(jìn)行分析，技術(shù)人員可以執(zhí)行很多工業(yè)方面的計(jì)算。
除了對(duì)樣品的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單的繪圖，這些搭配的軟件還可以積累一組甚至更多的測(cè)試結(jié)果和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)供人們對(duì)比分析。此外，利用這些壓力測(cè)量軟件，還可以將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成報(bào)告模板的形式或者在第三方應(yīng)用程序中輸出供進(jìn)一步分析。
總結(jié)：
如今，工業(yè)制造商們?cè)诋a(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量控制過程中需要兼顧許多因素，既要考慮到客戶的使用安全和客戶滿意度，又要滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以維持其業(yè)內(nèi)聲譽(yù)。壓力測(cè)試則是一個(gè)可以幫助他們實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的有效方法。
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