什么是机械测试，为什么整个产品生命周期都很重要？

经过：MALC PERRY，MENG，应用销售工程师/高级冶金专家

Barry Ward Beng（Hons），Ceng，MIMMM，技术总监

机械测试是任何设计和制造过程的标准和重要组成部分。无论是表征材料的性质还是为最终产品提供验证，确保安全是所有机械测试的主要任务。测试也在确保具有成本效益的设计以及技术演化和优越性方面发挥着至关重要的作用。

测试要求的起源

所需的测试方法是在零件的图纸上进行特性规定的，这意味着测试责任落在为该部件承包的制造商中。

测试要求并不总是通过管理机构设置;经验丰富的设计和制造团队还了解测试的价值，以验证模型，改进和提高零件的整体质量。当面对测试的成本和时间影响时，它看起来像这个过程很贵。然而，当零件处于服务时，在将成本降低到未填充的故障时，这是一个很好的地方，具有更高的成本和时间涵义。

常见的测试类型

该过程始于审查图纸或部分规范，以确定适当的测试方法，其可以包括：

模型生成和验证

旨在简化设计过程，组件和组件的实心建模以及有限元分析（FEA）是工程师的优质工具。万博官网app体育机械测试的目的通常是生成这些FEA程序所需的数据，以生成初始组件模型。已经说，FEA模型不保证准确的结果，因此最实用的方法是：

1. 从材料测试数据中开发强大的模型
2. 执行FEA以确定理论应力水平和位置，以及
3. 使用产品资格测试或材料测试组件剪切（第一篇文章检查）以验证FEA模型。

由于机械测试提供了经验数据，因此它可以用来返回并优化FEA模型。一旦实现了这一步骤，在模型中制定设计修改就会更容易，更可靠，而无需众多原型和测试迭代的增加的时间和成本。

拉伸试验

原材料批次易于变异，所以拉伸试验每个批次确保它符合最小的强度和延展性要求。虽然材料供应商能够处理这些测试，但他们建议使用第三方实验室测试作为独立和额外的确认。确认原材料是可接受的限制是对未来问题最容易和最具成本效益的保证之一。

化学分析

化学分析对于材料和产品制造商来说也是必不可少的，因为它确定了制造和产品开发中使用的材料的内容和质量。在产品开发过程的早期阶段，重要的是验证材料以避免任何服务失败。

硬度

生产后需要硬度测试，并且需要进行热处理以验证一致性。与拉伸测试一样，这是一种快速且廉价的测试选项，通常不需要最终部分进行破坏性测试。

疲劳试验

在大多数应用中，目标疲劳试验是发展一种疲劳强度曲线，其特征是材料抵抗循环加载在波动应力水平上的能力，或者在组件的寿命中不经历疲劳时建立操作条件。建立该曲线后，将结果与零件设计标准进行比较，以确保材料将使该部件能够满足其预测的预期寿命。

由于复杂的尺寸特征，如缺口和孔，最终部件几何形状可以使其具有挑战性地应用原材料疲劳数据。如果是这种情况，建议最后一部分经历疲劳测试。超出以前讨论的方法超出了一步，这可能需要更复杂的测试设置，并包括一些生产部件的破坏。这种方法的上行程序是，不仅可以产生疲劳强度曲线，而且将确定失效模式。这种知识对于设计改进和维护时间表有价值。

疲劳和骨折力学

疲劳和骨折力学提供有关材料能力的数据，以承受缺陷和对其强度的影响。涉及发展维护计划并预测组件的使用寿命，疲劳和骨折力学测试是一种极其流行的工具。一些机器组件将在寿命中不可避免地发展裂缝。更换零件可能太昂贵，在许多情况下，完全不必要;关键是确定缺陷的严重程度并识别它何时交叉线以成为关键问题。

疲劳和骨折力学由许多不同的静态和动态试验组成，这表征了一旦缺陷起源于裂缝裂纹骨折韧性的材料的抵抗力。这种情况如何在这种条件下如何做出反应，使工程师能够估计组件的生命。这意味着，在某些情况下，可以推迟昂贵的维修时间，方便安排工作。了解哪些材料具有更高的骨折韧性可以改善设计和延长组分寿命。

压力破裂和蠕变测试

压力破裂在整个产品生命周期也是必不可少的。它为工程师提供了关键信息，使他们能够通过深入了解材料和产品的长期压力影响来防止失败。

测试是否值得投资？

由于产品测试通常涉及专业的测试设备，定制的固定装置，熟练的测试工程师以及旨在测试的其他产品和材料，需要组织的投资。当考虑到今天的竞争力的市场时，当预算在项目开始时预算时，这项投资可能很难证明。然而，它不能低估失败执行适当的测试可以具有损坏的后果，这可能比测试本身成本显着。

在这里，如果他们决定放弃测试，我们会查看组织面临的一些实际成本：

内部审计

避免测试的第一个也是最昂贵的后果是通过内部审计或质量检查的不合格的内部发现。这不是最糟糕的情况，因为产品尚未离开房屋，这意味着损坏是有限的。通过将受影响的产品分开，评估一致性，可以减轻这种情况，并在必要时进行所需的返工。

审计失败

从审计中遭受调查结果是避免测试要求的更严重后果之一。在此阶段发现的任何错误都可以纠正，因为可以召回和评估受影响的产品，并为要重新发布的产品进行返工和维修。但是，以及时间和成本影响，组织风险损失客户的信任和潜在的宝贵合同。

增加成本

如果利用缺乏准确的模型，产品和组件通常可以过度设计，使其更昂贵。使用适当的模型和基于经验测试数据的设计组件，可以减少创建组件的提前期。

产品失败

未测试的最昂贵后果是灾难性的产品故障。这可能是毁灭性的，从产品损失损失损失，后果是永久性的，与法律起诉面临的组织。

放心，由于彻底的质量检查，产品衰竭很少发生。然而，这应该对职责是在项目和产品生命周期的每个阶段确保绝对产品一致性的优质工程师并不安慰。通过提供强大的内部测试能力并与认可的实验室合作，组织可以帮助确保每一步的连续性和质量。

努力防止未来的失败

如果产品在测试阶段或在职期间发生故障，则失败分析是产品开发和系统改进的关键方面，有助于我们从过去的学习，并有助于防止未来的失败。

失败分析是一种多方面的整体方法，可以确定材料或产品失败的方式和原因。任何调查的初始阶段都涉及围绕失败和任何相关背景信息的情况的深入发现阶段，包括环境因素，应用类型，使用寿命和相关的设计信息。万博官网app体育元素的失败分析师然后应用各种各样的分析方法和工具来检查失败的部分。

基于故障分析过程调查结果，元素专家提供了建议，并与客户密切合作，以寻找各种产品和材料问题的解决方万博官网app体育案。我们的材料专业知识的结合和我们对服务环境对材料或产品有所了解的了解，可以快速交付全面的结果。

虽然识别出任何故障的根本原因和相关责任是主要目标，但在防止未来的事件中提供了附加值。

元素优势万博官网app体育

万博官网app体育元素为金属和非金属材料提供了一系列机械测试能力，以确保产品具有成本效益和技术先进，以及在整个生命周期中保持安全和适合的目的。无论是测试到标准方法还是开发定制计划，我们的专家都可以为您提供大小的项目的准确，可靠的结果。有关更多信息，请联系我们的同事。