PZY?05A 瓶體載壓強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)試完成之后,除直接讀取峰值力、最大形變數(shù)值,壓力?位移曲線承載更多容器結(jié)構(gòu)性能信息。掌握曲線解讀方法,能夠區(qū)分彈性變形、屈服、失效階段,為包裝研發(fā)、工藝調(diào)整提供更多參考信息。
一次完整垂直載壓測(cè)試曲線,橫軸代表位移,即瓶體受壓產(chǎn)生的壓縮變形;縱軸代表壓力,代表容器承受的垂直載荷。完整過(guò)程大致分為彈性階段、屈服階段、失效階段。
彈性形變階段:初期壓力與位移接近線性關(guān)系。外力撤銷(xiāo)之后,容器形變可以恢復(fù),不會(huì)留下凹陷。該段斜率反映容器整體剛性,同等位移下壓力越高,容器剛性表現(xiàn)越好。企業(yè)評(píng)估堆碼性能,需要關(guān)注額定堆碼壓力是否落在彈性區(qū)間。如果在設(shè)定堆碼壓力下已經(jīng)進(jìn)入屈服區(qū)間,容器在長(zhǎng)期倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程容易發(fā)生不可逆凹陷。
屈服形變階段:曲線斜率變小,壓力增長(zhǎng)放緩,位移持續(xù)加大。此時(shí)瓶體開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形,外力撤去,形變不能復(fù)原。薄壁塑料瓶會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)的屈服平臺(tái);復(fù)合罐、金屬罐體屈服區(qū)間相對(duì)短。部分試樣屈服之后壓力還可以小幅上升,部分試樣屈服后壓力快速跌落,和瓶體結(jié)構(gòu)、材質(zhì)相關(guān)。
失效階段:壓力到達(dá)峰值之后快速下降,代表試樣出現(xiàn)塌陷、開(kāi)裂、接縫脫開(kāi)等失效現(xiàn)象。峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的力值,即為該試樣最大垂直載壓;峰值對(duì)應(yīng)的位移,代表失效發(fā)生時(shí)刻的變形量。

不同種類(lèi)容器曲線形態(tài)存在明顯差異。薄壁 PET 礦泉水瓶,彈性區(qū)間之后會(huì)出現(xiàn)平緩屈服平臺(tái),壓力不會(huì)瞬間暴跌;碳酸飲料瓶,受瓶?jī)?nèi)預(yù)應(yīng)力影響,整體剛性更高;紙塑復(fù)合罐,失效經(jīng)常出現(xiàn)在接縫位置,曲線到達(dá)峰值之后迅速下降;金屬易拉罐,失效時(shí)壓力跌落十分迅速。
日常檢測(cè)有兩類(lèi)評(píng)估思路。第一類(lèi),獲取極限破壞指標(biāo),讀取曲線峰值力與對(duì)應(yīng)變形,評(píng)價(jià)容器可以承受的最大垂直壓力;第二類(lèi),模擬堆碼工況,查看在設(shè)定壓力條件下對(duì)應(yīng)的位移,評(píng)估容器會(huì)不會(huì)產(chǎn)生不可恢復(fù)形變,即便沒(méi)有壓潰,形變過(guò)大也屬于不符合使用要求。
多組試樣之間可以做曲線疊加對(duì)比。更換瓶體壁厚、修改瓶底加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、更換原材料之后,對(duì)比曲線斜率、屈服點(diǎn)位置、峰值力,能夠直觀看到設(shè)計(jì)改動(dòng)帶來(lái)性能變化。相比只對(duì)比單點(diǎn)峰值數(shù)據(jù),曲線可以看到完整受力全過(guò)程。
使用數(shù)據(jù)時(shí)注意,單只試樣存在偶然性,需要多組試樣統(tǒng)計(jì)。遇到曲線出現(xiàn)毛刺抖動(dòng),優(yōu)先排查壓板異物、試樣偏心、設(shè)備傳動(dòng)卡頓等外部因素,確認(rèn)不是設(shè)備與操作問(wèn)題,再判定為樣品本身特征。
原始曲線、峰值載荷、形變位移,需要同步歸檔保存,便于后續(xù)追溯比對(duì),支撐包材工藝優(yōu)化與來(lái)料質(zhì)量評(píng)估工作。