Tensile Testing of Steel Cords

Automotive » Wheel and Tire

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.

  • ผลิตภัณฑ์
  • 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.

  • ผลิตภัณฑ์
  • 02/26/2017
  • 3.76 MB

การทดสอบเส้นใยอะรามีด

Automotive » Wheel and Tire

การทดสอบเส้นใยอะรามีด

การทดสอบแรงดึงนั้นมีความเหมาะสมสำหรับการประเมินลักษณะทางกายภาพของสิ่งทอพื้นฐานต่าง ๆ และยังรวมไปถึงวัสดุที่มีสมบัติพิเศษอื่น  ๆ เรามีเครื่องทดสอบอเนกประสงค์หลากหลายประเภทและมีอุปกรณ์จับยึดที่หลากหลายเพื่อรองรับและตอบสนองต่อวัสดุประเภทต่าง ๆ ที่ต้องการทดสอบ

สำหรับการทดสอบสิ่งทอนั้น เราใช้อุปกรณ์จับยึดแบบ 2714-010 Pneumatic Cord and Yarn Grips เนื่องจากอุปกรณ์ประเภทนี้จะสามารถจับยึดชิ้นงานทดสอบได้อย่างเหมาะสม เนื่องด้วยสำหรับสิ่งทอและเส้นใยสำหรับคอมโพสิตนั้น มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมั่นใจว่าไม่เกิดการลื่นหลุดในระหว่างการทดสอบเนื่องจากสิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อความแม่นของผลการทดสอบได้

เส้นใยอะรามีดนั้นจะมีค่าอัตราส่วนของความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงกว่าเหล็กถึง 5 เท่าที่น้ำหนักเท่ากันและยังคงสูงกว่าเส้นใยทางการค้าประเภทอื่นอีกด้วย เมื่อเทียบกับเส้นใยแก้วนั้น เส้นใยอะรามีดจะมีค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดที่เท่ากัน แต่จะมีค่ามอดูลัสที่สูงกว่าอย่างน้อยสองเท่า

สำหรับการทดสอบเส้นใยอะรามี เราจะมีอุปกรณ์จับยึดแบบแรงดันลมประเภทต่าง ๆ ที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษสำหรับจุดประสงค์นี้ให้เลือกใช้งาน

เมื่อท่านทำการทดสอบไม่ว่าจะตามมาตรฐานการทดสอบใด ๆ หรือใช้วิธีทดสอบของต้นเอง เราแนะนำให้ใช้เครื่องทดสอบอเนกประสงค์รุ่น 3300 หรือ 5900 พร้อมโปรแกรมทดสอบวัสดุ Bluehill® 3 เพื่อให้ท่านได้ผลการทดสอบที่ถูกต้องตรงตามความต้องการ

วรรณกรรม

โบรชัวร์ระบบทดสอบอเนกประสงค์ ซีรีส์ 3400

ระบบทดสอบวัสดุอเนกประสงค์ Instron ซีรีส์ 3400 สำหรับการทดสอบแรงดึง แรงอัด การดัด และการทดสอบคุณสมบัติอื่นๆ ของวัสดุ

  • ผลิตภัณฑ์
  • 06/27/2022
  • 2.58 MB

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.

  • ผลิตภัณฑ์
  • 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.

  • ผลิตภัณฑ์
  • 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.

  • ผลิตภัณฑ์
  • 02/26/2017
  • 3.76 MB

การทดสอบความล้าของล้อแบบสองแกน


Automotive
»
Wheel and Tire


การทดสอบความล้าของล้อแบบสองแกน

ล้อเป็นส่วนประกอบที่สำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยของยานพาหนะทุกประเภท ซึ่งต้องรับภาระหนักตลอดอายุการใช้งาน ความเชื่อมั่นในประสิทธิภาพของล้อจะสามารถรับประกันได้ด้วยการทดสอบภายใต้สภาวะในห้องปฏิบัติการที่จำลองสภาวะการรับภาระจริงให้ใกล้เคียงที่สุดเท่านั้น จากแนวคิดของสถาบัน Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF ชุดเครื่องมือทดสอบล้อแบบสองแกน (Biaxial Wheel Test Facility) ได้ดำเนินการตรวจสอบความถูกต้องมาตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1980 ขั้นตอนการทดสอบนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับผู้ผลิตล้อส่วนใหญ่ในยุโรป และยังได้รับการแนะนำให้เป็นมาตรฐานล้อ SAE J 2562 ในปี 2003 อีกด้วย โปรไฟล์ภาระมาตรฐาน เช่น Euro-Cycle หรือ AK-Cycle ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อลดระยะเวลาการทดสอบให้เหลือน้อยที่สุด โดยการเปลี่ยนเนื้อหาความเสียหายจากสเปกตรัมการออกแบบเดิมที่ 300,000 กม. ให้เป็นการทดสอบแบบเร่งที่เหลือเพียง 10,000 กม. ในปัจจุบัน มีวิธีการเพิ่มเติมสำหรับการสร้างโปรไฟล์ภาระให้เลือกใช้ ด้วยการใช้วิธี “Hayes Lemmerz” พารามิเตอร์ควบคุมของ ZWARP จะสามารถกำหนดได้โดยตรงจากแรงที่กระทำต่อล้อ โดยไม่จำเป็นต้องผ่านขั้นตอนที่ยุ่งยากของการวัดด้วยสเตรนเกจ

ความท้าทาย

ความท้าทายของ Zwarp

ล้อเป็นส่วนประกอบที่สำคัญและเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของยานพาหนะ ซึ่งต้องรับภาระหนักตลอดอายุการใช้งาน ความเชื่อมั่นในประสิทธิภาพของล้อจะสามารถรับประกันได้ด้วยการทดสอบภายใต้สภาวะในห้องปฏิบัติการที่จำลองสภาวะการรับภาระจริงให้ใกล้เคียงที่สุดเท่านั้น

โซลูชันของเรา

โซลูชัน Zwarp

ระบบทดสอบล้อแบบสองแกน (ZWARP) ที่พัฒนาโดย Instron ประกอบด้วยแอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกเพิ่มเติม ซึ่งช่วยให้สามารถปรับมุมปะทะ (angle of attack) ได้อย่างแม่นยำและมีการควบคุม เพื่อสร้างแรงด้านข้างที่สูง นอกจากนี้ยังโดดเด่นด้วยการออกแบบที่กะทัดรัด ความทนทานสูง และคุณภาพในการทำซ้ำที่ยอดเยี่ยม

ด้วยการใช้วิธีที่เรียกว่า “Hayes Lemmerz” นี้ พารามิเตอร์ควบคุมของ ZWARP จะสามารถกำหนดได้โดยตรงจากแรงที่กระทำต่อล้อ โดยไม่จำเป็นต้องผ่านขั้นตอนที่ยุ่งยากของการวัดด้วยสเตรนเกจ

การทดสอบแรงดึงของเส้นใยยางรถยนต์


Automotive
»
Wheel and Tire


การทดสอบแรงดึงของเส้นใยยางรถยนต์

ความท้าทาย

ล้อและยาง

เส้นใยยางรถยนต์มีความแข็งแรงสูงมาก และการยึดจับชิ้นงานทดสอบอาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย เส้นใยเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้มีความแข็งแรงและทนทาน เพื่อทำหน้าที่เสริมแรงและเป็นโครงสร้างที่สำคัญให้กับยางรถยนต์ และเป็นส่วนประกอบสำคัญของความปลอดภัยในยานยนต์ การทดสอบจะต้องดำเนินการด้วยความระมัดระวังอย่างสูงสุด เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เกิดความล้มเหลวก่อนกำหนดจากการยึดจับที่ไม่ถูกต้อง

โซลูชัน

pneumatic-tire-cord-grips-1.jpg

Instron มี ปากคีบสำหรับเส้นใย หลากหลายขนาดความสามารถ ซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับชิ้นงานที่ยึดจับได้ยากเหล่านี้ ปากคีบเหล่านี้มีหน้าสัมผัสที่เรียบและโค้งมน ซึ่งช่วยกระจายความเค้นอย่างสม่ำเสมอตลอดส่วนที่กว้างของชิ้นงาน ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการขาดที่บริเวณปากคีบได้อย่างมาก

การทดสอบแรงดึงของยางล้อ


Automotive
»
Wheel and Tire


การทดสอบแรงดึงของยางล้อ

วัสดุอีลาสโตเมอร์ที่ใช้ในการผลิตยางล้อมีการยืดตัวที่สูงมาก ทำให้การทดสอบแรงดึงที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการคาดการณ์ประสิทธิภาพในการใช้งานจริง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติเหล่านี้ก็นำมาซึ่งความท้าทายเฉพาะตัวในการวัดความเครียด การจับยึด และการทดสอบที่อุณหภูมิซึ่งไม่ใช่ระดับปกติ

การวัดความเครียด

ความท้าทาย

ยางล้อ

แม้ว่ามาตรฐานที่พบบ่อยที่สุด (ASTM D412 และ ISO 37) จะไม่ได้กำหนดให้ต้องใช้เอ็กซ์เทนโซมิเตอร์ แต่ขอแนะนำให้ใช้อุปกรณ์วัดความเครียดเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ที่ได้จะมีความแม่นยำและทำซ้ำได้มากที่สุด ทั้งนี้ เอ็กซ์เทนโซมิเตอร์แบบคลิปออนแบบดั้งเดิมมีระยะยืดไม่เพียงพอสำหรับการทดสอบวัสดุอีลาสโตเมอร์

โซลูชันของเรา

การทดสอบแรงดึง

Advanced Video Extensometer (AVE 3) เป็นเอ็กซ์เทนโซมิเตอร์แบบไม่สัมผัสซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุอีลาสโตเมอร์ AVE 3 สามารถวัดความเครียดได้สูงสุดถึง 2400% ด้วยระยะเกจ 1 นิ้ว และยังสามารถวัดความเครียดได้จนถึงจุดขาด อุปกรณ์นี้ไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับชิ้นงานทดสอบ จึงไม่ทำให้เกิดจุดกดทับที่อาจส่งผลให้เกิดการเสียหายก่อนเวลาอันควรและการทดสอบที่ใช้ไม่ได้ AVE 3 สามารถใช้เพื่อวัดความเครียดภายใน ห้องควบคุมสภาวะแวดล้อม เมื่อทำการทดสอบที่สภาวะอุณหภูมิที่ไม่ใช่ระดับปกติ

XL long travel extensometers ของ Instron สามารถใช้ได้จนถึงจุดขาดเช่นกัน และได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานกับวัสดุอีลาสโตเมอร์ แรงหนีบที่ปรับได้บนขอบมีดช่วยลดการเสียหายก่อนเวลาอันควรของชิ้นงานทดสอบ สามารถวัดความเครียดได้สูงสุดถึง 3000% ด้วยระยะเกจ 1 นิ้ว

การจับยึดวัสดุอีลาสโตเมอร์

ความท้าทาย

การทดสอบแรงดึงของยาง

ในระหว่างการทดสอบ วัสดุยางมักจะมีการบางลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อมีการยืดตัวสูง ซึ่งอาจทำให้วัสดุไหลออกจากอุปกรณ์จับยึด ส่งผลให้เกิดการลื่นไถลและผลการทดสอบที่ใช้ไม่ได้ อย่างไรก็ตาม การขันอุปกรณ์จับยึดแน่นจนเกินไปอาจส่งผลให้เกิดการขาดที่ปากจับและการเสียหายก่อนเวลาอันควร

โซลูชันของเรา

การทดสอบแรงดึง

อุปกรณ์จับยึดแบบนิวเมติกแรงดันด้านข้างซีรีส์ 2712-04x สามารถรักษาแรงดันให้คงที่ตลอดการทดสอบ แรงดันขาเข้าที่ปรับได้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสามารถปรับแรงดันให้เหมาะสมเพื่อขจัดทั้งปัญหาการลื่นไถลและการขาดที่ปากจับ หน้าสัมผัสปากจับ แบบเปลี่ยนเร็วที่ได้รับสิทธิบัตรช่วยให้เปลี่ยนหน้าสัมผัสเพื่อให้เหมาะสมกับวัสดุของคุณได้ง่าย

อีกทางเลือกหนึ่งคือ สามารถใช้ อุปกรณ์จับยึดแบบลูกรอกเยื้องศูนย์ที่ขันแน่นได้เอง อุปกรณ์จับยึดเหล่านี้ใช้ลูกรอกเยื้องศูนย์แบบหยักเพื่อหนีบชิ้นงานทดสอบตลอดการทดสอบ เมื่อภาระบนวัสดุอีลาสโตเมอร์เพิ่มขึ้น ลักษณะการเยื้องศูนย์ของลูกรอกจะเพิ่มแรงหนีบเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นงานทดสอบลื่นหลุดออกจากอุปกรณ์จับยึด

วิทยากระแสของยางล้อ


Automotive
»
Wheel and Tire


วิทยากระแสของยางล้อ

ความท้าทาย

วิทยากระแสของยางล้อ

ยางล้อถูกผลิตขึ้นทั่วโลกสำหรับรถยนต์ รถบรรทุก ยานพาหนะทางอุตสาหกรรม และพาหนะทั่วไป เช่น รถเข็นเด็ก จักรยาน เป็นต้น ยางล้อคือโครงยางที่แข็งแรงและยืดหยุ่นซึ่งยึดติดกับขอบล้อ ทำหน้าที่ให้พื้นผิวที่ยึดเกาะเพื่อการลากจูงและเป็นตัวรองรับแรงกระแทกสำหรับล้อ โดยทั่วไปยางธรรมชาติหรือยางสังเคราะห์จะเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการผลิตยางล้อ อย่างไรก็ตาม มักมีการใช้เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ในการผลิตยางล้อด้วยเช่นกัน เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์มีคุณสมบัติทางกลและทางเคมีเหมือนกัน แต่ยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายและแปรรูปผ่านเทคนิคการรีดขึ้นรูป (Extrusion) และการฉีดขึ้นรูป (Injection molding) (ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปที่ใช้สำหรับเทอร์โมพลาสติก) ผู้ผลิตยางล้อรายหนึ่งต้องการศึกษาคุณสมบัติความหนืดและการบวมตัวที่ทางออกของดาย (Die) ของคอมพาวด์ยาง ตัวอย่างประกอบด้วยอีลาสโตเมอร์ คาร์บอนแบล็ก และสารเติมแต่งในรูปแบบแผ่นเรียบ

โซลูชันของเรา

วิทยากระแสของยางล้อ

เครื่องวัดวิทยากระแสแบบแคพิลลารี (Capillary Rheometer) เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการหาลักษณะเฉพาะการไหลของเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมระหว่างขั้นตอนการแปรรูป นอกเหนือจากการหาเส้นโค้งวิทยากระแส (ความหนืดเทียบกับอัตราเฉือน) แล้ว การศึกษาลักษณะการบวมตัวของวัสดุที่ถูกรีดออกมา (Extrudate swell) ยังมีประโยชน์อย่างมากด้วยอุปกรณ์เลเซอร์เสริมสำหรับการวัดการบวมตัว เครื่อง CEAST SR20 (ติดตั้งโหลดเซลล์ขนาด 20 kN) ถูกนำมาใช้เพื่อทำการทดสอบทั้งทางวิทยากระแสตามมาตรฐาน ISO 11443 และการทดสอบการบวมตัวที่ดาย การทดสอบทางวิทยากระแสดำเนินการที่อุณหภูมิ 100°C ครอบคลุมอัตราเฉือนระหว่าง 1 ถึง 1000 s-1 ผ่านดายแคพิลลารี และใช้โครงสร้างแบบรูกลวงคู่ (Twin bore) เพื่อทำการทดสอบสองรายการพร้อมกัน วัสดุนี้แสดงพฤติกรรมแบบนอนนิวโทเนียน (Non-Newtonian) โดยมีความหนืดตั้งแต่ 100,000 Pa*s ที่อัตราเฉือน 1 s-1 ไปจนถึง 800 Pa*s ที่ 1000 s-1 โดยรวมแล้ว ตัวอย่างแสดงความสามารถในการทำซ้ำและความสามารถในการผลิตซ้ำของผลลัพธ์ที่ดี นอกจากนี้ ยังได้ทำการทดสอบการบวมตัวที่ดายโดยใช้ระบบเลเซอร์วัดการบวมตัวที่ดายของ CEAST เพื่อศึกษาอิทธิพลของการบวมตัวในคอมพาวด์นี้เมื่อออกจากดาย