Cover Glass Deep Dive: Ujian lenturan empat-titik dan sebabnya

Setiap pembekal kaca penutup memberi anda nombor kekuatan. Hampir tiada siapa yang mengujinya dengan cara yang sama. Itu bukan kemalangan. Ia adalah alat rundingan.

Teori di sebalik empat-selekoh

Anda meletakkan jalur kaca pada dua pin sokongan yang lebih rendah. Dua pin pemuatan atas tekan ke bawah dari atas. Kaca itu bengkok sehingga pecah. Sebuah mesin merekodkan daya pada kegagalan. Kemudian anda mengira kekuatan lentur dalam megapascal (MPa).

Mengapa empat mata bukannya tiga? Empat mata mencipta momen lentur yang berterusan antara pin atas. Ini bermakna keseluruhan bahagian tengah melihat tekanan yang sama. Tiga titik menumpukan tegasan terus di bawah pin pemuatan tunggal. Empat mata secara teorinya lebih bersih.

Masalahnya tiada siapa yang bercakap

Keadaan tepi mendominasi hasilnya. Bar kaca yang sempurna dengan tepi yang digilap pecah pada 600 MPa. Bar yang sama dengan-tepi potong putus pada 200 MPa. Itulah perbezaan 3x ganda. Dan kedua-duanya adalah hasil teknikal yang betul untuk bahan yang sama.

Kebanyakan pembekal menghantar sampel tepi yang digilap untuk ujian kelayakan. Kemudian mereka menghantar anda sebagai-bahagian tepi yang dipotong. Prestasi penurunan dunia sebenar anda menurun sebanyak separuh. Tetapi helaian spesifikasi mengatakan 600 MPa. Itulah pembohongan.

Pembolehubah lain yang menukar nombor

Kelajuan kepala silang: Pemuatan lebih cepat menjadikan kaca kelihatan lebih kuat (kurang masa untuk pertumbuhan retak subkritikal). Sesetengah makmal menguji pada 0.5 mm/min. Beberapa ujian pada 5 mm/min. Yang lebih cepat menunjukkan kekuatan 15-20% lebih tinggi.

Jangka sokongan: Rentang yang lebih luas merendahkan tegasan untuk daya yang sama. Rentang yang lebih sempit menaikkannya. Jika anda tidak menyatakan panjang rentang, pembekal anda akan memilih yang menjadikan nombor mereka kelihatan terbaik.

Kelembapan: Kaca adalah sensitif kepada air. Uji pada kelembapan relatif 30% dan anda mendapat 550 MPa. Uji pada 80% RH dan gelas yang sama memberikan 400 MPa. Kelembapan menyerang hujung retak sebelum ia tumbuh.

Saiz sampel: Sepuluh sampel memberikan nombor wira. Lima puluh sampel mendedahkan kebenaran. Teori pautan paling lemah digunakan di sini. Kecacatan terbesar menentukan kekuatan, bukan purata.

Apa yang sebenarnya digunakan oleh industri untuk kawalan kualiti

Selekoh empat-mata adalah untuk R&D dan helaian spesifikasi. Untuk pengeluaran, kebanyakan pembuat kaca penutup menggunakan cincin-pada-gelang atau bola-pada-ujian gelang. kenapa? Tiada penyediaan tepi diperlukan. Anda menguji permukaan seperti-yang digunakan. Itu memberikan nombor yang realistik, tetapi biasanya lebih rendah. Itulah sebabnya mereka tidak memimpin dengannya.

Bagaimana untuk membandingkan dua pembekal secara jujur

Minta tiga perkara secara bertulis:

Keadaan tepi: Semasa-dipotong, dikisar atau digilap. Hanya bandingkan keadaan yang sama dengan keadaan yang sama.

Persekitaran ujian: Suhu (23 darjah ± 2 darjah ) dan kelembapan (50% RH ± 10% RH) mesti sepadan.

Modulus Weibull: Abaikan kekuatan purata. Sebaliknya, lihat modulus Weibull. Ia memberitahu anda betapa konsisten kaca itu. Lebih tinggi adalah lebih baik. Pembekal dengan m=10 sedang berjudi. Pembekal dengan m=20 mempunyai kawalan ke atas proses mereka.

Pintasan dunia-sebenar

Ujian lepas pada prototaip produk sebenar memberitahu anda lebih daripada sebarang ujian bengkok. Ia mahal dan perlahan. Itulah sebabnya jurutera terus menggunakan selekoh empat-mata. Cuma ingat: nombor pada helaian spesifikasi ialah kes terbaik. Kekuatan sebenar anda adalah kira-kira 40% lebih rendah. Rancang untuk itu.