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.

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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.

Produtos
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.

Produtos
02/26/2017
3.76 MB

Aramid Fiber Testing

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Aramid Fiber Testing

Tensile testing is ideal when assessing the physical characteristics of many primary textiles, including specialized materials. We offer a wide range of universal testing instruments with different types of gripping solutions to accommodate the wide variations of materials to be tested.

When testing these textiles, we used the 2714-010 Pneumatic Cord and Yarn Grips as they provided the correct gripping solution for this material. As with many textile and composite fibers, it is critical to ensure that no slippage occurs during the test as this could jeopardize the accuracy of any test results.

Aramid fibers have a high strength to weight ratio, 5 times stronger than steel on an equal weight basis and compared to other commercially available fibers. Aramid fibers exhibit similar tensile strength to glass fiber, but can have modulus at least twice as great.

For the testing on aramid fibers, we offer a range of pneumatically operated grips that have been specially designed for exactly this purpose.

So whether or not you are following specific test standards or testing with your own test procedure, we recommend using either the 3300 or 5900 universal testing instruments with Bluehill^® 3 Software modules to provide the correct solution for your requirements.

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Literature

3400 Series Universal Testing Systems Brochure

Instron 3400 Series universal testing systems for tensile, compression, bend, and other material property tests.

Produtos
06/27/2022
2.69 MB

6800 Series Premier Testing Systems Brochure

Produtos
02/10/2020
4.15 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.

Produtos
08/14/2013
599.82 KB

Bluehill Universal Brochure

Produtos
02/26/2017
3.76 MB

Ensaio de Fadiga Biaxial de Rodas

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Ensaio de Fadiga Biaxial de Rodas

As rodas são componentes críticos para a segurança de qualquer veículo e ficam expostas a cargas severas ao longo de sua vida útil. Sua confiabilidade só pode ser assegurada por meio de ensaios em condições de laboratório que reproduzam, o mais fielmente possível, as condições reais de carregamento. Com base em uma ideia do Instituto Fraunhofer para Durabilidade Estrutural e Confiabilidade de Sistemas (LBF), a Instalação de Ensaio Biaxial de Rodas vem realizando validações desde o início da década de 1980. Esse procedimento de ensaio tornou-se um padrão na maioria dos fabricantes europeus de rodas e também foi introduzido como a norma SAE para rodas J 2562, em 2003. Foram desenvolvidos perfis de carga padronizados, como Euro-Cycle ou AK-Cycle, que poderiam reduzir o tempo de ensaio ao mínimo ao transformar o conteúdo de dano dos espectros de projeto originais de 300.000 km em um espectro acelerado de apenas 10.000 km. Atualmente, há disponível um método adicional para a geração de um perfil de carga. Ao utilizar o método “Hayes Lemmerz”, o parâmetro de controle do ZWARP pode ser determinado diretamente a partir das forças na roda, sem a necessidade do longo desvio de uma medição com extensômetro.

O desafio

As rodas são componentes críticos e relevantes para a segurança do veículo, expostos a cargas severas ao longo da vida útil. Sua confiabilidade só pode ser assegurada por meio de ensaios em condições de laboratório que reproduzam, o mais fielmente possível, as condições reais de carregamento.

Nossa Solução

O Ensaio Biaxial de Rodas (ZWARP) desenvolvido pela Instron inclui um atuador hidráulico adicional que permite o ajuste controlado e altamente preciso do ângulo de ataque para gerar elevadas forças laterais. Também se destaca pelo design compacto, alta robustez e qualidade de reprodução extremamente elevada.

Ao utilizar o chamado método “Hayes Lemmerz”, o parâmetro de controle do ZWARP pode ser determinado diretamente a partir das forças na roda, sem a necessidade do longo desvio de uma medição com extensômetro.

Recursos

Ensaio de Tração de Cordões de Pneus

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Ensaio de Tração de Cordões de Pneus

O desafio

O cordão de pneu é extremamente resistente, e a fixação do corpo de prova pode ser desafiadora. Projetados para serem fortes e duráveis, esses cordões fornecem reforço e estrutura críticos aos pneus, sendo parte integral da segurança do automóvel. O ensaio deve ser realizado com máximo cuidado, certificando-se de evitar a indução de falha precoce por fixação incorreta.

A Solução

A Instron possui uma gama de capacidades para garras de cordões que foram projetadas especificamente para esses corpos de prova difíceis de fixar. Essas garras possuem uma face lisa e curva que distribui a tensão uniformemente ao longo de uma grande seção do corpo de prova, reduzindo significativamente a chance de rupturas nas garras.

Recursos

Ensaio de tração da borracha do pneu

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Ensaio de tração da borracha do pneu

Os materiais elastoméricos usados na fabricação de pneus passam por uma elongação extrema, tornando o ensaio de tração preciso essencial para prever o desempenho no mundo real. Essas mesmas propriedades, no entanto, introduzem desafios únicos na medição de deformação, na fixação e nos ensaios em temperaturas não ambientes.

Medição de deformação

O desafio

Embora os extensômetros não sejam exigidos pelas normas mais comuns (ASTM D412 e ISO 37), recomenda-se um dispositivo de medição de deformação para garantir os resultados mais precisos e repetíveis. Os extensômetros tradicionais do tipo clip-on não oferecem curso suficiente para ensaios elastoméricos.

Nossa Solução

O Extensômetro de Vídeo Avançado (AVE 3) é um extensômetro sem contato, ideal para materiais elastoméricos. O AVE 3 é capaz de medir deformações de até 2.400 % com um comprimento de base de 1 polegada e também pode medir a deformação até a ruptura. Ele não requer contato com o corpo de prova e, portanto, não produz pontos de pinçamento que possam causar uma falha prematura e um ensaio inválido. O AVE 3 pode ser usado para medir a deformação dentro de uma câmara ambiental ao realizar ensaios em condições não ambientes.

Os extensômetros de longo curso XL da Instron também podem ser usados até a ruptura e são projetados para trabalhar com materiais elastoméricos. A força de fixação ajustável nas facas reduz a falha prematura do corpo de prova. A deformação pode ser medida em até 3.000 % com um comprimento de base de 1 polegada.

Fixação de Elastômeros

O desafio

Durante o ensaio, os materiais de borracha podem apresentar um afinamento significativo ao sofrerem alta elongação. Isso pode causar a extrusão das garras e resultar em deslizamento e resultados de ensaio inválidos. No entanto, o aperto excessivo das garras pode resultar em rupturas na face da garra e falha prematura.

Nossa Solução

As garras pneumáticas de ação lateral da série 2712-04x são capazes de manter uma pressão constante durante todo o ensaio. A pressão de entrada ajustável garante que a pressão possa ser otimizada para eliminar tanto o deslizamento quanto as rupturas na face da garra. As faces de garra de troca rápida patenteadas facilitam a substituição das faces para melhor se adequarem ao seu material.

Alternativamente, pode-se utilizar uma garra de rolo excêntrico de autoaperto. Essas garras usam um rolo excêntrico serrilhado para prender o corpo de prova durante todo o ensaio. À medida que a carga aumenta no material elastomérico, a natureza descentralizada do rolo aumenta a força de fixação, evitando que o corpo de prova deslize para fora das garras.

Recursos

Reologia da Borracha de Pneus

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Reologia da Borracha de Pneus

O desafio

Pneus são fabricados em todo o mundo para carros, caminhões, veículos industriais e meios de transporte comuns, como carrinhos de bebê, bicicletas, etc. Um pneu é um invólucro de borracha forte e flexível fixado ao aro de uma roda que fornece uma superfície de aderência para tração e serve como amortecedor para as rodas. A borracha natural ou sintética é tipicamente o principal material utilizado na produção de pneus; no entanto, elastômeros termoplásticos são frequentemente usados para produzir pneus. Os elastômeros termoplásticos possuem as mesmas propriedades mecânicas e químicas, mas também podem ser facilmente reciclados e processados por meio de técnicas de extrusão e moldagem por injeção (métodos comuns usados para termoplásticos). Um fabricante de pneus precisava estudar seu composto de borracha quanto às suas propriedades de viscosidade e inchamento na saída da matriz. A amostra consistia em um elastômero, negro de fumo e aditivos em forma de folhas planas.

Nossa Solução

Um reômetro capilar é uma ferramenta útil para determinar as características de fluxo de elastômeros termoplásticos para entender seu comportamento durante a fase de processamento. Além de determinar a curva reológica (viscosidade vs. taxas de cisalhamento), é frequentemente útil estudar as características de inchamento do extrudado graças a um dispositivo laser adicional para medições de inchamento. Um CEAST SR20 (equipado com uma célula de carga de 20 kN) é utilizado para realizar tanto testes reológicos de acordo com a ISO 11443 quanto testes de inchamento de matriz. O teste reológico foi realizado a 100 °C abrangendo taxas de cisalhamento entre 1 a 1.000 s-1 através de uma matriz capilar, e uma configuração de canal duplo foi utilizada para realizar dois testes simultaneamente. Este material apresentou um comportamento não newtoniano com uma viscosidade variando de 100.000 Pa*s a uma taxa de cisalhamento de 1 s-1 para 800 Pa*s a 1.000 s-1. No geral, a amostra apresentou boa repetibilidade e reprodutibilidade de resultados. Além disso, um teste de inchamento de matriz foi realizado utilizando o sistema laser de inchamento de matriz CEAST para estudar a influência do inchamento neste composto ao sair da matriz.