汽車應用金屬螺栓測試

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汽車應用金屬螺栓測試

在汽車製造中,金屬螺栓被廣泛應用於各種領域 — 從高強度結構組件到將輕量化零件固定在車輛上。無論何種應用,測試對於確認適用性並確保符合品質標準都至關重要。

大量生產的品質控制

面臨的挑戰

螺栓通常以極大量生產。為確保產品能夠出貨,測試必須盡可能快速完成。

我們的解決方案

螺栓測試配件可對多數標準螺栓、螺絲、螺柱與螺帽進行保證試驗、軸向與楔形拉伸試驗,以及錐形剝離試驗。其與多數萬能試驗機與拉伸試驗機相容。可用配件包括:螺栓夾持器墊圈短螺栓轉接器螺帽保證載荷組件,以及夾持器縮徑組件。每個螺栓夾持器皆設有鍵槽,讓操作人員能快速且正確地裝載試樣。每個螺栓夾持器底部的凹入圓形區域可確保墊圈緊密貼合(E 系列夾持器使用薄板金屬對位裝置)。這可縮短裝載時間並降低打滑發生,因為每次測試都能確保穩固且居中的就位。

Instron bolt holder fixtures gripping a metal bolt for automotive tensile proof testing

短螺栓長度

面臨的挑戰

各類螺栓的長度會因應用而有極大差異。許多螺栓相當短,使其在拉伸試驗中夾持變得極具挑戰。螺栓的典型拉伸試驗配置會使用高強度的平墊圈與螺紋墊圈。這兩個元件的厚度往往導致外露的螺桿長度不足以進行測試。

我們的解決方案

「高帽」或「啞鈴」型配件會從螺栓夾持器夾具中伸出,使較短的螺栓也能進行測試。

Instron short bolt adapter and dumbbell fixture for tensile testing of short length bolts

螺帽保證載荷

面臨的挑戰

除了測試螺栓之外,用於固定螺栓的螺帽也需要測試。這需要將螺帽裝到一支強度高於螺帽螺紋的心軸上,以判定螺帽內部螺紋的最大承載能力。

我們的解決方案

使用高強度螺帽保證載荷組件,可安裝於標準螺栓夾持器中,快速且輕鬆地完成此測試。

Instron nut proof loading assembly mounted in bolt holder fixtures for automotive nut thread strength testing

應變量測與多步載荷

面臨的挑戰

在某些測試中,可能需要使用引伸計以精確判定螺栓的降伏強度與剛性。然而,為避免因高能量破壞而損壞儀器,引伸計需在測試過程中移除。為在判定降伏後進行移除,測試必須回到零載荷,待移除後再繼續測試至破壞。

我們的解決方案

使用 Bluehill® Universal 軟體搭配 TestProfiler,可在測試期間進行複雜的斜坡載入。這可實現無縫且自動的切換,符合標準要求,同時可安全移除引伸計。

Operator reviewing bolt tensile test results and force-displacement curve in Bluehill Universal software on an Instron testing system touchscreen

剪切強度

面臨的挑戰

在其應用中,螺栓經常承受剪切力,可能為單剪或雙剪。為確保不發生產品失效,了解螺栓在這些剪切力下的表現非常重要。

我們的解決方案

Instron 的 單剪或雙剪夾具 可輕鬆連接至任何萬能試驗機。雙剪切試驗是在壓縮狀態下進行,對著支撐沖頭兩側的夾具施壓;而單剪切則是在拉伸狀態下進行,螺栓穿過夾具安裝。這些試驗通常進行至剪切初始降伏;進一步延伸可能會造成夾具損壞。

Instron single shear fixture mounted in a universal testing machine for automotive bolt shear strength testing

從保證載荷測試和剪切強度到應變量測和螺帽保證載荷,Instron 擁有測試系統、配件和軟體,可支援汽車生產各個階段的螺栓測試需求。

聯絡銷售人員以與我們的團隊討論您的應用。

汽車接合應用的高應變率測試

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汽車接合應用的高應變率測試

面臨的挑戰

焊接和螺栓連接是接合金屬組件廣泛使用的技術,而黏合劑作為一種更具成本效益的接合方法也日益普及,同時還能更好地減少振動噪音並提升車輛美感。對更輕或更強新材料的持續需求,促使接合技術不斷進步,這有利於新材料組合的接合,並對車輛的整體輕量化具有潛在貢獻。材料在高應變率條件下表現出不同的行為。因此,透過研究材料及其相應接合結構在各種應變率下的表現,工程師能夠瞭解新材料和接合技術在碰撞衝擊中相對於現有方法的優勢,並驗證及改進現有的碰撞模擬。

我們的解決方案

為了適應高應變率衝擊下接合結構的研究,Instron 提供廣泛的配件,可安裝各種結構,包括任何偏移安裝和客製化夾具。Instron VHS 還包含一個高剛性框架,可提供更高的重複性和更高的系統共振,且所有 VHS 系統均標配 T 型槽工作台,以便於安裝組件,提供可靠且完全整合、使用直觀的高應變率測試解決方案。

Instron High Strain Rate VHS Testing System with Fast Jaw Grips

無論您是在評估新的接合技術、驗證碰撞模擬,還是比較焊接、螺栓連接和黏合接頭在衝擊條件下的性能,Instron 都有相應的系統和專業知識來支援您的應用。

聯繫銷售人員,與我們的團隊討論您的高應變率測試需求。

塑膠焊縫拉伸測試

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汽車應用中的塑膠焊縫拉伸測試

隨著越來越多的汽車零組件採用塑膠製造,必須進行測試以確保不同的塑膠組件能保持牢固結合。從儀表板到油箱蓋,從尼龍到聚丙烯的聚合物材料在車輛中隨處可見。除了傳統的黏合方法外,振動焊接和雷射焊接等塑膠焊接技術也用於連接不同的塑膠組件。為了確保結合強度足夠,可以在產品開發和品質控制期間進行拉伸測試。

試樣夾持

面臨的挑戰

測試結合材料時經常會遇到夾持方面的挑戰。試樣的夾持端通常不在一條直線上,這可能會導致偏心負載並產生不準確的結果。

我們的解決方案

Instron 的 螺旋側動拉伸夾具 以及 5 kN 和 10 kN 氣動側動夾具 可以調整偏移量,以確保結合區域位於負載鏈的中心,且負載是沿軸向施加的。這兩種類型的夾具都可以配備多種不同的夾面,適用於幾乎任何材料。對於無法使用傳統方法夾持的試樣,Instron 提供 組件測試板T 型槽工作台,使操作員能夠夾持任何形狀和尺寸的試樣。

Instron T-slot table with component mounting fixture for tensile testing of plastic welded automotive assemblies

無論您是正在為新的塑膠焊接工藝開發測試方法,還是對結合的塑膠組件進行品質控制,Instron 都能提供夾持解決方案和測試系統來支援您的應用。

聯繫銷售人員,與我們的團隊討論您的塑膠焊縫測試需求。

汽車應用的黏著劑測試

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汽車應用的黏著劑測試

隨著輕量化需求提升汽車設計所使用材料的範圍,對可靠接合解決方案的需求也隨之增加。黏著接合技術提供傳統機械緊固件以外的多元替代方案 — 能夠接合異材質,同時提升外觀、降低噪音與振動(NVH),並降低製造成本。然而,為確保在所有操作條件下都能獲得可靠且可重複的結果,仍必須進行審慎的資格認證與品質管制。

黏著劑動態與靜態測試

面臨的挑戰

隨著黏著劑被應用於更嚴苛的汽車用途,了解其在不同環境條件下的靜態與疲勞行為之需求也日益增加。

可採用多種技術來測試黏著接頭的機械性質(例如強度與剛性)。量測剛性零件之間黏著接頭強度通常使用搭接剪切測試。各種形式的剝離測試則用於量測柔性與剛性/柔性零件之間接頭的強度。

斷裂韌性測試用於探討黏著接頭在靜態與疲勞載荷下的裂縫成長。斷裂韌性測試結果可協助更深入了解黏著機制以及接頭失效的原因。

解決方案

Instron 的電子機械式 動態試驗機系列非常適合各類黏著接頭測試。提供多種夾具與治具以評估黏著劑強度。搭接剪切試片的測試通常使用以下夾具之一進行:楔形作用夾具、螺桿操作側向夾具氣動夾具。剝離測試治具包括:浮動滾輪旋轉輪類型。另提供如攀爬鼓剝離治具等特殊治具,用於測試夾層芯材中的黏著接合。Bluehill® Universal 軟體非常適合靜態黏著劑測試,選配的 Adhesives Application Module 內含多種預先設定的 ASTM、EN 與 ISO 標準測試方法。

黏著接頭的疲勞測試可在動態試驗機上,使用具疲勞等級的機械式或液壓夾具進行。黏著劑常在各種環境條件下測試;在此情況下,可使用 Instron 的環境試驗箱

Instron lap-shear test fixture gripping an adhesive bonded specimen for automotive adhesive joint strength testing

黏著劑衝擊測試

面臨的挑戰

隨著汽車設計演進,黏著劑正快速取代機械緊固件,成為接合多種金屬、塑膠、橡膠與玻璃的傳統解決方案。用於黏接結構框架總成、擋風玻璃及其他元件的特殊配方黏著劑,可提升外觀、降低噪音與振動(NVH),並降低製造成本。然而,隨著黏著劑使用增加,汽車與黏著劑供應商必須制定新的測試規範,以確保接合在所有可能的實際使用條件下皆具結構完整性。碰撞時的衝擊力可能導致車架或擋風玻璃的黏著區域失效,進而造成車內乘客嚴重受傷。

解決方案

汽車與黏著劑供應商常使用ISO 11343 楔形剝離衝擊測試方法,比較各種產品與製程變數對衝擊性能的相對影響。Instron 已依 ISO 11343 開發標準與客製化測試配置,包括獨特的支撐治具與撞擊器配置,用於對黏接於車架元件的擋風玻璃試片進行衝擊。搭配 Instron 恆溫箱,此衝擊系統可讓研發單位針對不同材料組成、固化條件與溫度進行試驗,以最佳化產品性能並符合政府法規。

Instron ISO 11343 wedge-peel impact test fixture for automotive adhesive bond impact strength testing

無論您是在進行新黏著劑配方的資格認證、為結構黏接應用開發測試規範,或確保符合 ASTM、EN 或 ISO 標準,Instron 都能提供測試系統、治具與軟體以支援您的應用。

聯絡業務,與我們的團隊討論您的黏著劑測試需求。