Tensile Testing of Steel Cords

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Tensile Testing of Steel Cords

Steel cord is formed by twisting multiple strands of steel wires together to form a cord structure. This is often used as a reinforcement material in conveyor belts and radial tires for passenger cars, buses, or heavy equipment vehicles. Compared to other traditional reinforcement materials like nylon, steel cords possess superior mechanical properties, such as higher tensile strength and modulus and better heat resistance. When used as a reinforcement material in radial tires, it offers high road stability, improved steering response, and longer tire service life. Since some of the key performance indicators of tires are dependent on the reinforcing steel cord, it is important for an engineer to understand the properties of the tire cord and how it functions in a tire.

There are many challenges to account for when testing stranded wire. As stranded wire is not a consistent diameter, generally a nominal diameter is used (as defined in the product standard).  As well as the irregularity of the surface, when a specimen is pulled in tension each strand will rotate. Therefore, if a clip-on extensometer is being used, it must be able to rotate. It is also necessary to have a long gauge length, so Instron offers a 600mm G.L. extensometer with 15 degrees of twist available. When stranded wire breaks, the energy released at failure is substantial, and the specimen ‘splays’ out. This may cause damage to extensometers, machine or even operators.

The challenges of testing to this standard are:

  • Specimen gripping
  • Strain measurement
  • Safety

Instron's Solution:

  • Instron provides side action tensile grips with wire strand inserts that ensure optimum grip face engagement and clamping surface area.
  • Instron’s E-series extensometers allow for a 600mm gauge length and specimen rotation, providing a robust strain-measurement solution.
  • Debris shields are available in many shapes and sizes, and can be interlocked to ensure operators are not in danger at any time throughout testing.

It is important to review the pertinent testing standards in order to fully understand the test setup, procedure, and results requirements.

Literature

6800 Series Premier Testing Systems Brochure

Instron 6800 Series Universal Testing Systems provide unparalleled accuracy and reliability. Built on a patent-pending Operator Protect system architecture with an all-new Smart-Close Air Kit and Collision Mitigation features, the 6800 Series makes materials testing simpler, smarter, and safer than ever before.

  • Productos
  • 02/10/2020
  • 4.15 MB

Bluehill Universal Brochure

Bluehill Universal is Instron’s advanced materials testing software, designed for intuitive touch interaction and streamlined workflows. It offers pre-loaded test methods, QuickTest for rapid setup, enhanced data exporting, and Instron Connect for direct service communication. Users of Bluehill 2 and Bluehill 3 can easily upgrade to the latest version for improved performance and usability.

  • Productos
  • 02/26/2017
  • 3.76 MB

Ensayo de Fibras de Aramida

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Ensayo de Fibras de Aramida

El Ensayo de tracción es ideal para evaluar las características físicas de muchos tejidos primarios incluyendo los materiales especializados. Ofrecemos una amplia gama de instrumentos de ensayos universales con diferentes tipos de mordazas que cumplirán con las variadas exigencias de los materiales a ensayar.

Cuando ensayamos este typo de textiles, utilizamos las mordazas neumáticas 2714-010 para cuerdas y fibras dado que proporcionan la sujeción correct para éste material. Como muchos tejidos y fibras compuestas, es crítico asegurar que no se produce deslizamiento durante el ensayo ya que este fenómeno podría poner en peligro la exactitud de los resultados del ensayo.

Las fibras de aramida presentan una elevada relación esfuerzo/peso, son 5 veces más fuertes que el acero a igual peso y en comparación con otras fibras comercialmente disponibles. Las fibras de armada presentan una resistencia a la tracción similar a la fibra de vidrio, pero pueden alcanzar un módulos veces superior.

Para ensayar las fibras de aramida, ofrecemos una gama de mordazas operadas neumáticamente que han sido diseñadas especialmente para este propsósito.

Tanto si Ud ensaya con norms especificas o propias, recomendamos utilizer nuestros instruments de ensayo universals de la serie 3300 o 5900 equipadas con Software Bluehill® 3 para proporcionar una solución correcta a sus requerimientos de ensayo.

Literatura

Folleto de sistemas de ensayo universales serie 3400

Sistemas de ensayo universales Instron Serie 3400 para ensayos de tracción, compresión, flexión y otras propiedades de materiales.

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  • 06/27/2022
  • 2.31 MB

Folleto de sistemas de ensayo Premier serie 6800

Los sistemas de ensayo universales Instron Serie 6800 ofrecen una precisión y fiabilidad inigualables. Construida sobre una arquitectura de sistema Operator Protect con patente en trámite, con un nuevo kit de aire Smart-Close y funciones de mitigación de colisiones, la Serie 6800 hace que los ensayos de materiales sean más sencillos, inteligentes y seguros que nunca.

  • Productos
  • 02/10/2020
  • 3.74 MB

Pneumatic Tire Cord Grips (CP105953)

The Instron® pneumatic tire cord grips provide a convenient method for clamping tire cord and braided wire during testing.

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  • 08/14/2013
  • 599.82 KB

Bluehill Universal Brochure

Bluehill Universal is Instron’s advanced materials testing software, designed for intuitive touch interaction and streamlined workflows. It offers pre-loaded test methods, QuickTest for rapid setup, enhanced data exporting, and Instron Connect for direct service communication. Users of Bluehill 2 and Bluehill 3 can easily upgrade to the latest version for improved performance and usability.

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  • 02/26/2017
  • 3.76 MB

Ensayo de fatiga biaxial de ruedas


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Ensayo de fatiga biaxial de ruedas

Las ruedas son componentes críticos para la seguridad de cualquier vehículo y están expuestas a cargas severas a lo largo de su vida útil. Su fiabilidad solo puede garantizarse realizando ensayos en condiciones de laboratorio que reproduzcan las condiciones reales de carga con la mayor fidelidad posible. A partir de una idea del Instituto Fraunhofer de Durabilidad Estructural y Fiabilidad de Sistemas LBF, la instalación de ensayo biaxial de ruedas ha venido realizando validaciones desde principios de la década de 1980. Este procedimiento de ensayo se convirtió en un estándar para la mayoría de los fabricantes europeos de ruedas y también se introdujo como norma SAE para ruedas J 2562, en 2003. Se desarrollaron perfiles de carga estandarizados como Euro-Cycle o AK-Cycle, que podían reducir el tiempo de ensayo al mínimo al transformar el contenido de daño de los espectros de diseño originales de 300.000 km en uno acelerado de solo 10.000 km. En la actualidad, se dispone de un método adicional para la generación de un perfil de carga. Mediante el método “Hayes Lemmerz”, el parámetro de control de ZWARP puede determinarse directamente a partir de las fuerzas de la rueda, sin necesidad del largo rodeo de una medición con galgas extensométricas.

El desafío

Desafío Zwarp

Las ruedas son componentes críticos para la seguridad del vehículo y están expuestas a cargas severas a lo largo de su vida útil. Su fiabilidad solo puede garantizarse realizando ensayos en condiciones de laboratorio que reproduzcan las condiciones reales de carga con la mayor fidelidad posible.

Nuestra solución

Solución Zwarp

El ensayo biaxial de ruedas (ZWARP) desarrollado por Instron incluye un actuador hidráulico adicional que permite un ajuste controlado y de alta precisión del ángulo de ataque para generar elevadas fuerzas laterales. También se distingue por su diseño compacto, su gran robustez y una calidad de reproducción extremadamente alta.

Mediante este denominado método “Hayes Lemmerz”, el parámetro de control de ZWARP puede determinarse directamente a partir de las fuerzas de la rueda, sin necesidad del largo rodeo de una medición con galgas extensométricas.

Ensayo de tracción del cordón de neumático


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Ensayo de tracción del cordón de neumático

El desafío

Rueda y neumático

El cordón de neumático es extremadamente resistente y la sujeción de la probeta puede resultar complicada. Diseñados para ser resistentes y duraderos, estos cordones aportan un refuerzo y una estructura fundamentales a los neumáticos y son una parte integral de la seguridad del automóvil. Los ensayos deben realizarse con el máximo cuidado, asegurándose de evitar provocar una rotura prematura por una sujeción incorrecta.

La solución

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Instron dispone de una gama de capacidades para mordazas para cordón diseñadas específicamente para estas probetas difíciles de sujetar. Estas mordazas tienen una cara lisa y curvada que distribuye la tensión de forma uniforme a lo largo de una amplia sección de la probeta, reduciendo en gran medida la probabilidad de roturas en las mordazas.

Ensayo de tracción de caucho de neumáticos


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Ensayo de tracción de caucho de neumáticos

Los materiales elastoméricos utilizados en la fabricación de neumáticos experimentan elongaciones extremas, por lo que un ensayo de tracción preciso es esencial para predecir el rendimiento en condiciones reales. Sin embargo, estas mismas propiedades introducen retos específicos en la medición de la deformación, la sujeción y los ensayos a temperaturas distintas de la ambiente.

Medición de la deformación

El desafío

neumático

Aunque los extensómetros no son obligatorios según las normas más habituales (ASTM D412 e ISO 37), se recomienda un dispositivo de medición de la deformación para garantizar los resultados más precisos y repetibles. Los extensómetros tradicionales de pinza no ofrecen un recorrido suficiente para los ensayos de elastómeros.

Nuestra solución

Ensayo de tracción

El Extensómetro de Vídeo Avanzado (AVE 3) es un extensómetro sin contacto ideal para materiales elastoméricos. El AVE 3 es capaz de medir deformaciones de hasta el 2400% con una longitud de galga de 1 pulgada y también puede medir la deformación hasta la rotura. No requiere contacto con la probeta y, por tanto, no genera puntos de pinzamiento que puedan provocar un fallo prematuro y un ensayo no válido. El AVE 3 puede utilizarse para medir la deformación dentro de una cámara ambiental cuando se ensaya en condiciones distintas de la ambiente.

Los extensómetros XL de largo recorrido de Instron también pueden utilizarse hasta la rotura y están diseñados para trabajar con materiales elastoméricos. La fuerza de sujeción ajustable en los filos de cuchilla reduce el fallo prematuro de la probeta. Se puede medir la deformación hasta el 3000% con una longitud de galga de 1 pulgada.

Sujeción de elastómeros

El desafío

Ensayo de tracción del caucho

Durante el ensayo, los materiales de caucho suelen presentar un adelgazamiento significativo al experimentar una alta elongación. Esto puede provocar la extrusión desde las mordazas y dar lugar a deslizamientos y resultados de ensayo no válidos. Sin embargo, un apriete excesivo de las mordazas puede provocar roturas en las mordazas y un fallo prematuro.

Nuestra solución

Ensayo de tracción

Las mordazas neumáticas de acción lateral serie 2712-04x son capaces de mantener una presión constante durante todo el ensayo. La presión de entrada ajustable garantiza que la presión pueda optimizarse para eliminar tanto el deslizamiento como las roturas en las mordazas. Las caras de mordaza de cambio rápido patentadas facilitan el cambio de caras para adaptarse mejor a su material.

Como alternativa, puede utilizarse una mordaza autoajustable de rodillo excéntrico. Estas mordazas utilizan un rodillo excéntrico dentado para sujetar la probeta durante todo el ensayo. A medida que aumenta la carga sobre el material elastomérico, la naturaleza descentrada del rodillo incrementa la fuerza de sujeción, evitando que la probeta se deslice fuera de las mordazas.

Reología del caucho para neumáticos


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Reología del caucho para neumáticos

El desafío

Reología del caucho para neumáticos

Los neumáticos se fabrican en todo el mundo para coches, camiones, vehículos industriales y medios de transporte comunes, como cochecitos de bebé, bicicletas, etc. Un neumático es una carcasa de caucho resistente y flexible unida a la llanta de una rueda que proporciona una superficie de agarre para la tracción y sirve de amortiguación para las ruedas. El caucho natural o sintético suele ser el material principal utilizado en la producción de neumáticos; sin embargo, los elastómeros termoplásticos se emplean a menudo para fabricar neumáticos. Los elastómeros termoplásticos tienen las mismas propiedades mecánicas y químicas, pero también pueden reciclarse fácilmente y procesarse mediante técnicas de extrusión y moldeo por inyección (métodos habituales para los termoplásticos). Un fabricante de neumáticos necesitaba estudiar su compuesto elastomérico por sus propiedades de viscosidad y el hinchamiento del extrudado a la salida de la hilera. La muestra estaba compuesta por un elastómero, negro de carbono y aditivos en forma de láminas planas.

Nuestra solución

Reología del caucho para neumáticos

Un reómetro capilar es una herramienta útil para determinar las características de flujo de los elastómeros termoplásticos y comprender su comportamiento durante la fase de procesado. Además de determinar la curva reológica (viscosidad frente a tasas de cizallamiento), a menudo resulta útil estudiar las características de hinchamiento del extrudado gracias a un dispositivo láser adicional para mediciones de hinchamiento. Se utiliza un CEAST SR20 (equipado con una célula de carga de 20 kN) para realizar tanto ensayos reológicos según la ISO 11443 como ensayos de hinchamiento a la salida de la hilera. El ensayo reológico se llevó a cabo a 100 °C, abarcando tasas de cizallamiento entre 1 y 1000 s-1 a través de una hilera capilar, y se utilizó una configuración de doble orificio para realizar dos ensayos simultáneamente. Este material mostró un comportamiento no newtoniano, con una viscosidad que osciló entre 100.000 Pa*s a una tasa de cizallamiento de 1 s-1 y 800 Pa*s a 1000 s-1. En conjunto, la muestra mostró una buena repetibilidad y reproducibilidad de los resultados. Además, se realizó un ensayo de hinchamiento a la salida de la hilera utilizando el sistema láser de hinchamiento de hilera CEAST para estudiar la influencia del hinchamiento en este compuesto al salir de la hilera.