摩擦材料性能测试

摩擦材料性能测试（精选12篇）

摩擦材料性能测试 篇1

0 引言

在以往的模拟实验和试验室研究表明:减少冷却负荷较高的外表面可以提高太阳能的反射率。同时, 宏观气候影响的模拟分析也表明, 浅色的表面可能会降低城市热岛效应幅度。近期监测实验也表明, 增加屋顶太阳能反射率可显著降低楼宇温度。由于屋顶接收到不同的太阳照射浓度, 同时屋面通常不存在任何遮挡, 因此通过人工干预的手段来改善建筑太阳能反射的测试显得更加简单明了。其它研究已经证实增加太阳能反射率可以使表面热增益减少。

1 测试说明

实验室对屋顶材料样品进行了测试选样, 所有测量样品表面均为未涂覆的标准样品。根据标准试验方法本次测试采用半球状光谱反射率的测量方法。总反射率测量中所得到的数据为300-2500纳米的太阳光谱, 入射角度约为15度, 得到总的光谱带宽频谱数据被集成。

根据红外线、紫外线等射线反射的特性, 采用红外综合反射测试仪对入射光线和反射光线进行测量。每个样品测量5次, 各项数据采用它们的平均值。

共有27种屋顶材料进行了测试。测试结果提供六种类型的数据: (1) 半球形的光谱反射率。 (2) 集成的太阳能反射。 (3) 紫外线反射率。 (4) 可见光反射率。 (5) 近红外反射率。 (6) 长波红外反射率。

在屋顶热性能中最重要的性能有两项:总的太阳能反射率和样品的红外反射率。在理想的情况下, 合理的屋面系统设计, 应该为能够减少冷却负荷并具有非常高的太阳能综合反射率, 并且有非常高的红外反射率。

2 测试结果

2.1 玻璃钢瓦玻璃钢瓦被沿海城乡的建筑物屋面在一定范围较广泛使用, 对其测试具有一定代表性。

各款玻璃钢瓦样品对太阳能的反射均较低, 由3.4% (玛瑙黑) 至26.1% (磨砂白) 。一般来说, 白色和灰色的标本有相对较高的反射率, 其次是浅棕色。

2.2 涂料产品

在对涂层制品的反射测试中, 所有样本均采用白色和灰色。在喷涂白色防水涂层后, 与传统沥青油毡相比优秀的反射率是显而易见的, 太阳能反射率测量值达到76.4%。在对喷涂有灰色涂层进行的测试, 总共选取了三种不同厂家的灰色防水涂料产品, 测试结果为灰色涂层同样也具有较高的太阳能反射率65-70%。

2.3 白色金属屋面

白色的金属屋面现广泛应用于泡沫夹层彩钢板, 此类屋面施工灵活方便, 成本较低。在本次测试中选取了两种不同涂层的白色金属屋面样品进行了测试。一种是成本较低的聚酯漆白色金属屋顶, 反射率为59%, 另一种是涂有白色防水涂料的金属屋顶, 测得的反射率为67%。

2.4 其它各种颜色的金属屋面

金属屋面的日益普及, 测试选取了蓝色、红色等样品进行了测试。

2.5 混凝土与普通屋面瓦片

混凝土屋顶和普通屋面瓦片这两类屋顶是我们在乡村最常见的屋面形式。测试的反射率数据表明, 混凝土屋面具有优良的隔热性能, 达到63%反射率, 而红色瓦片了反射率只有48%, 灰色瓦片相对红色瓦片稍高, 反射率为57%。目前非常流行的红色琉璃瓦, 由于其宜人的美学外观而被建筑业广泛采用。但事与愿违, 数据显示其整体的太阳能反射率是相当低的, 但在近红外范围内的反射率值相对稍好。

2.6 屋顶防水卷材

单层屋面防水卷材, 代表了许多新兴楼宇常见的低成本屋面防水选择, 因此被非常广泛的使用在屋面。测试中选取了面层带沙和不带沙两种样品, 以此确定其相对优势。正如所料, 测试结果表明, 所有屋面防水卷材产品因其颜色较深并不具有较高的太阳能反射率 (29-41%) 。

2.7 其它屋顶系统

在实验中还测试了包括未上漆的铝屋顶、未上漆的镀锌“锡”屋面等其它几个类型的屋面。虽然未上漆的铝和镀锌表面表现出良好的反射特性, 但这两种材料有相对较低的发射率, 影响了它们的整体反射性能。并且, 这两种材料因为稳定性较差的原因, 随着时间推移而较快的失去光泽, 并由此可以预期因它们失去现有的反射特性, 必将降低其发射性能。

3 屋面的反射光线特征

从某种意义上讲, 白色的建筑屋面已经将光谱进行了很好的选择, 由于白色屋面能够很好的反射400-2500纳米及4000至18000纳米区域的太阳辐射, 因此对房屋的入住者来说在夏季非常具有很高的温度舒适度。

根据相关测试结果, 散热良好的材料具有对太阳能高反射率和远红外反射的特性, 对高、长波同样也具有反射率的特点。

而对于那些低发射率样品 (如未上漆的铝, 镀锌等) , 具有较差的热性能 (当暴露在阳光下时, 短时间内能够达到较高的表面温度) , 相对其它可比的材料具有较高的远红外和太阳能反射率。

4 结束语

根据样品测试数据的光谱反射率特性, 数据集成了紫外线、可见光、近红外、部分太阳光谱等多项光谱的反射特性, 测试同时采集了所有样品对室外阳光的反射率以及对远红外线的反射率。结论如下: (1) 所有颜色的玻璃钢瓦对太阳能反射率差 (13-26%) 。 (2) 采用传统工艺改进的改性沥青油毡 (防水卷材) 结果显示, 只有轻微改善 (31%反射率) 。 (3) 白色防水涂料表现出较高的太阳能反射率 (65-78%) 。 (4) 其它白色屋面系统同样也表现出较高的太阳能反射率:白水泥混凝土瓦:73%;白色金属屋面:67%;白水泥屋面:77%;白色聚乙烯橡胶产品:69-81%。

在对屋面材料反射性能测试的同时, 也对同种颜色不同样品表面油漆和涂料基板老化和受损程度进行比对。受损比对结论为:在可见光波较长的太阳辐射中, 光谱能量较高时对屋顶材料的破坏力也较强, 其破坏因素主要为近红外反射光。

参考文献

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[2]王海, 刘振国.利用节能技术的建筑[J].材料与试验, 2009 (10) .

[3]肖东, 胡凯.外观表面颜色对建筑物的热性能的影响[J].能源效率与经济, 2006 (01) .

[4]李娜, 张家永.建筑物的辐射能量转移[J].气候和建筑, 2010 (11) .

[5]赵明凯, 魏和平.屋顶热性能的表面反射率与影响[J].测试和节能技术应用, 2006 (10) .

摩擦材料性能测试 篇2

聚合物材料的动态力学性能测试

在外力作用下，对样品的应变和应力关系随温度等条件的变化进行分析，即为动态力学分析。动态力学分析能得到聚合物的动态模量(E′)、损耗模量(E″)和力学损耗(tanδ)。这些物理量是决定聚合物使用特性的重要参数。同时，动态力学分析对聚合物分子运动状态的反应也十分灵敏，考察模量和力学损耗随温度、频率以及其他条件的变化的特性可得到聚合物结构和性能的许多信息，如阻尼特性、相结构及相转变、分子松弛过程、聚合反应动力学等。实验原理

高聚物是黏弹性材料之一，具有黏性和弹性固体的特性。它一方面像弹性材料具有贮存械能的特性，这种特性不消耗能量；另一方面，它又具有像非流体静应力状态下的黏液，会损耗能量而不能贮存能量。当高分子材料形变时，一部分能量变成位能，一部分能量变成热而损耗。能量的损耗可由力学阻尼或内摩擦生成的热得到证明。材料的内耗是很重要的，它不仅是性能的标志，而且也是确定它在工业上的应用和使用环境的条件。

如果一个外应力作用于一个弹性体，产生的应变正比于应力，根据虎克定律，比例常数就是该固体的弹性模量。形变时产生的能量由物体贮存起来，除去外力物体恢复原状，贮存的能量又释放出来。如果所用应力是一个周期性变化的力，产生的应变与应力同位相，过程也没有能量损耗。假如外应力作用于完全黏性的液体，液体产生永久形变，在这个过程中消耗的能量正比于液体的黏度，应变落后于应力90o，如图2-61(a)所示。聚合物对外力的响应是弹性和黏性两者兼有，这种黏弹性是由于外应力与分子链间相互作用，而分子链又倾向于排列成最低能量的构象。在周期性应力作用的情况下，这些分子重排跟不上应力变化，造成了应变落后于应力，而且使一部分能量损耗。图2-61(b)是典型的黏弹性材料对正弦应力的响应。正弦应变落后一个相位角。应力和应变可以用复数形式表示如下。σ*=σ0exp(iωt)γ*=γ0 exp[i(ωt-δ)]

式中，σ0和γ0为应力和应变的振幅；ω是角频率；i是虚数。用复数应力σ*除以复数形变γ*，便得到材料的复数模量。模量可能是拉伸模量和切变模量等，这取决于所用力的性质。为了方便起见，将复数模量分为两部分，一部分与应力同位相，另一部分与应力差一个90o的相位角，如图2-61(c)所示。对于复数切变模量

E*=E′+iE″

(2－60)式中

E′=∣E*∣cosδ E″=∣E*∣sinδ

显然，与应力同位相的切变模量给出样品在最大形变时弹性贮存模量，而有相位差的切变模量代表在形变过程中消耗的能量。在一个完整周期应力作用内，所消耗的能量△W与所贮存能量W之比，即为黏弹性物体的特征量，叫做内耗。它与复数模量的直接关系为

＝2π ＝2πtanδ

(2－61)这里tanδ称为损耗角正切。

聚合物的转变和松弛与分子运动有关。由于聚合物分子是一个长链的分子，它的运动有很多形式，包括侧基的转动和振动、短链段的运动、长链段的运动以及整条分子链的位移各种形式的运动都是在热能量激发下发生的。它既受大分子内链段(原子团)之间的内聚力的牵制，又受分子链间的内聚力的牵制。这些内聚力都限制聚合物的最低能位置。分子实际上不发生运动，然而随温度升高，不同结构单元开始热振动，并不断外加振动的动能接近或超过结构单元内旋转位垒的热能值时，该结构单元就发生运动，如移动等，大分子链的各种形式的运动都有各自特定的频率。这种特定的频率是由温度运动的结构单元的惯量矩所决定的。而各种形式的分子运动的开始发生便引起聚合物物理性质发生变化而导致转变或松弛，体现在动态力学曲线上的就是聚合物的多重转变(如图2-62所示)。线形无定形高聚物中，按温度从低到高的顺序排列，有5种可能经常出现的转变。δ转变侧基绕着与大分子链垂直的轴运动。

γ转变主链上2～4个碳原子的短链运动——沙兹基(Schatzki)曲轴效应(如图2-63)。

β转变主链旁较大侧基的内旋转运动或主链上杂原子的运动。α转变由50～100个主链碳原子的长链段的运动。

TⅡ转变液-液转变，是高分子量的聚合物从一种液态转变为另一种液态，两种液态都是高分子整链运动.在半结晶高聚物中，除了上述5种转变外，还有一些与结晶有关的转变，主要有以下转变。

Tm转变：结晶熔融(一级相变)。Tcc转变：晶型转变(一级相变)，是一种晶型转变为另一种晶型。Tac转变：结晶预溶。

通常使用动态力学仪器来测量材料形变对振动力的响应、动态模量和力学损耗。其基本原理是对材料施加周期性的力并测定其对力的各种响应，如形变、振幅、谐振波、波的传播速度、滞后角等，从而计算出动态模量、损耗模量、阻尼或内耗等参数，分析这些参数变化

与材料的结构(物理的和化学的)的关系。动态模量E′、损耗模量E″、力学损耗tanδ＝E″/ E′是动态力学分析中最基本的参数。实验设备和材料(1)仪器

DMA Q800是由美国TA INSTRUMENTS公司生产的新一代动态力学分析仪(见图2-64)。它采用非接触式线性驱动马达代替传统的步进马达直接对样品施加应力，以空气轴承取代传统的机械轴承以减少轴承在运行过程中的摩擦力，并通过光学读数器来控制轴承位移，精确度达1nm；配置多种先进夹具(如三点弯曲、单悬臂、双悬臂、夹心剪切、压缩、拉伸等夹具)，可进行多样的操作模式，如共振、应力松弛、蠕变、固定频率温度扫描(频率范围为0.01～210Hz，温度范围为-180～600℃)、同时多个频率对温度扫描、自动张量补偿功能、TMA等，通过随机专业软件的分析可获得高解析度的聚合物动态力学性能方面的数据。(测量精度：负荷0.0001N，形变1nm，Tanδ0.0001，模量1％)。本实验使用单悬臂夹具进行试验(2)试样

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)长方形样条。试样尺寸要求：长a=35～40mm；宽b≤15mm；厚b≤5mm。准确测量样品的宽度、长度和厚度，各取平均值记录数据。4.实验步骤

(1)仪器校正(包括电子校正、力学校正、动态校正和位标校正，通常只作位标校正)将夹具(包括运动部分和固定部分)全部卸下，关上炉体，进行位标校正(position calibration)，校正完成后炉体会自动打开。

(2)夹具的安装、校正(夹具质量校正、柔量校正)，按软件菜单提示进行。(3)样品的安装

1)放松两个固定钳的中央锁螺，按“FLOAT”键让夹具运动部分自由。2)用扳手起可动钳，将试样插入跨在固定钳上，并调正；上紧固定部位和运动部位的

中央锁螺的螺丝钉。

3)按“LOCK”键以固定样品的位置。

4)取出标准附件木盒内的扭力扳手，装上六角头，垂直插进中央锁螺的凹口内，以顺时针用力锁紧。对热塑性材料建议扭力值0.6～0.9N.m。(4)实验程序

1)打开主机“POWER’’键，打开主机“HEATER”键。

2)打开GCA的电源(如果实验温度低于室温的话)，通过自检，“Ready”灯亮。

3)打开控制电脑，载进“Thermal Solution”，取得与DMA Q800的连线。

4)指定测试模式(DMA、TMA等5项中1项)和夹具。

5)打开DMA控制软件的“即时讯号”(real time signal)视窗，确认最下面的。“Frame Temperature”与“Air Pressure”都已“OK”，若有接GCA则需显示“GCA Liquid Level：XX％full”。

6)按“Furnace”键打开炉体，检视是否需安装或换装夹具。若是，请依标准程序完成夹具的安装。若有新换夹具。则重新设定夹具的种类，并逐项完成夹具校正(MASS/ZERO/COMPLIANCE)。若沿用原有夹具，按“FLOAT”键，依要领检视驱动轴漂动状况，以确定处于正常。

7)正确的安装好样品试样，确定位置正中没有歪斜。对于会有污染、流动、反应、黏结等顾忌的样品，需事先做好防护措施。有些样可能需要一些辅助工具，才能有效地安装在夹具上。

8)编辑测试方法，并存档。

9)编辑频率表(多频扫描时)或振幅表(多变形量扫描时)，并存档。

10)打开“Experimental Parameters”视窗，输入样品名称、试样尺寸、操作者姓名及一些必要的注解。指定空气轴承的气体源及存档的路径与文件名，然后载入实验方法与频率表或振幅表。

11)打开“Instrument Parameters”视窗，逐项设定好各个参数。如数据取点间距、振幅、静荷力、Auto-strain、起始位移归零设定等。

12)按下主机面板上面的“MEASURE”键，打开即时讯号视窗，观察各项讯号的变化是否够稳定(特别是振幅)，必要时调整仪器参数的设定值(如静荷力与Auto-Strain)，以使其达到稳定。

13)确定好开始(Pre-view)后便可以按“Furnace”键关闭炉体，再按“START”键，开始正式进行实验。

14)只要在连线(ON-LINE)状态下，DMA Q800所产生的数据会自动的、一次次的转存到电脑的硬盘中，实验结束后，完整的档案便存到硬盘罩。

15)假定不中途主动停止实验．刚会依据原先载入的实验方法完成整个实验，假如觉得实验不需要再进行的话。可以按“STOP”键停止(数据有存档)或按“SCROL-STOP”或“REJECT”键停止(数据不存档)。

16)实验结束后，炉体与夹具会依据设定之“END Conditions”回复其状态，若有设定“GCA AUTO Fill”，则之后会继续进行液氮自动充填作业。

17)将试样取出，若有污染则需予以清除。

18)关机。步骤如下。按“STOP”键，以便贮存Position校正值。等待5s后，使驱动轴真正停止。关掉”HEATER”键。关掉“POWER”键，此时自然与电脑离线。关掉其他周边设备，如ACA、GCA、Compressor等。进行排水(Compressor气压桶、空气滤清调压器、GCA)。应用

高聚物的耐热性主要是指聚合物受热下的变形，高聚物的耐热性主要指玻璃化温度、软化温度等。有机玻璃在玻璃态下使用，而超过这个温度将变为高弹态或黏流态，此时即使受到较小的力也会产生较大的形变而不能保持其外形尺寸。玻璃化转变温度是在恒定的较小负荷下测得的温度形变曲线上发生玻璃化转变较窄温度范围的中间值。在实际使用中，高聚物总是处于受力的情况下，因此不是以静态的玻璃化温度作为耐热温度，而是测量高聚物在一定外力下达到一定形变值时的温度作为耐热温度，常用的有马丁耐热温度、维卡软化温度及热变形温度。玻璃化转变温度是聚合物材料的一种普遍现象，它是一种聚合物材料使用的上限温度，因此玻璃化转变温度是聚合物的一个非常重要的性能指标。玻璃化转变的实质是链段运动随温度的降低被冻结或随温度的升高被激发的结果。在玻璃化转变前后分子的运动模式有很大的差异。因此，当聚合物发生玻璃化转变时，其物理和力学性能必然有急剧的变化。除形变和模量外，聚合物的比热容、比容积、热膨胀系数、折射率和介电常数等都表现出突变或不连续的变化。因此，根据这些性质上的变化，可以对聚合物的玻璃化转变进行实验测量。常用的测定聚合物玻璃化转变的方法有静态热机械法 TMA（如膨胀计法、温度形变曲线法等）、动态力学测量法DMA（如扭辫法和扭摆法等）、热力学方法（如示差扫描法 DSC或差热分析法DTA）等。

玻璃化转变是高分子材料玻璃态与高弹态之间的转变过程,它直接与纤维的纺织加工和使用性能有关。在化纤制造以及织物的染整过程中,许多加工条件都要根据纤维的玻璃化温度来决定。合成纤维(如涤纶、锦纶等)的该转变点已有大量研究,而检测天然纤维及再生纤维的玻璃化转变却还缺乏可靠的方法。因此,极少有文献从玻璃化转变的角度论述天然纤维染整加工的有关原理,相关的讨论分析也都只停留在宏观定性层面,这使得有关天然纤维加工原理的研究分析受到相当大的限制。

动态力学分析(Dynamic Mechanical Analysis,简称DMA)通常是在程序控制温度下,测量物质在振动负荷下的动态模量或力学损耗与温度的关系,从而确定材料的粘弹性。因为高聚物的玻璃化转变和交联等结构变化都与分子运动状态的变化密切相关,而分子运动的变化又能灵敏地反映在动态力学性能上,因而动态力学分析是研究高聚物结构——分子运动——性能的一种有效手段。动态力学分析已广泛应用于复合材料、橡胶和树脂等领域里,而其在天然纺织纤维里的应用还鲜少见到。因此利用动态力学分析对天然纤维的玻璃化转变点进行检测,探索研究该转变与材料加工原理的关系具有重要意义。

毛纤维通过干态下DMA温度扫描,虽然可以获得形似玻璃化转变的损耗因子突变,但由于测得的损耗因子峰值非常接近纤维的熔融断裂点,因此难以判断其真实性；而储存模量的转折温度点较低,在214℃左右,也许能作为玻璃化转变温度用于分析羊毛性能变化,但还有待进一步试验证实。在试验温度范围内,粘胶长丝和棉线干态下的DMA温度扫描均没有检测到玻璃化转变点。羊毛纤维和粘胶长丝通过湿态下DMA温度扫描,不同湿度下没有显现出明显确定的玻璃化转变点,而棉线在高湿度下产生了玻璃化转变点,在低湿度时没有出现,说明足够量的水分才可能影响其玻璃化转变。通过DMA等温湿度扫描,首次发现羊毛纤维和粘胶长丝都存在个以湿度为变量的玻璃化转变点。当温度为35℃时(接近人体体温),这个玻璃化转变出现的相对湿度分别为84.94%和86.56%。该转变点的相对湿度值随温度的升高而降低。这对于通过粘弹性能变化,研究纤维湿处理加工机理和应用效果可能具有一定的理论意义。

摩擦材料性能测试 篇3

1、 符合国家产业政策扶持，前景可期；

2、 核心技术优势保障国内行业内的领先地位；

3、 占据中高端市场，客户优质。

日前已成功登陆创业板的江苏东华测试技术股份有限公司（以下简称“东华测试”，股票代码“300354”）是国内领先的结构力学性能测试仪器行业自主创新型企业。公司本次共发行1109万股，募集资金将投向“智能化结构力学性能测试分析系统产品扩建项目”等3个项目。

核心技术优势明显 客户优质

公司主营业务为力学性能测试仪器及配套软件的研发、生产和销售；产品主要有静态应变测试分析系统（DH38系列）和动态信号测试分析系统（DH59系列）两大系列，每种产品主要由测试仪器硬件和控制分析软件组成。产品主要用途有：工业产品的结构力学性能检验、工业产品结构优化设计验证测试等。

结构力学性能测试仪器集成了传感器技术、计算机、电子技术、软件技术、数字信号处理技术等多项专业技术，是典型的高技术门槛行业。相比国内同行业公司，东华测试经过不断的研发和技术积累，已掌握了结构力学性能测试领域的核心技术。目前拥有各类授权专利及软件著作权18项，软件产品10项，省级以上高新技术产品2项，承担1项国家火炬计划项目。同时值得注意的是公司拥有国内外领先的产品快速定制能力，具备为用户研制各种特殊用途的测试分析系统及提供交钥匙工程的实力。

东华测试通过产品不断完善，在行业中形成了良好的口碑和信誉，在国防军工、航空航天、土木工程、机械装备、高铁、船舶、汽车、风电行业积累了一批高端客户，形成了良好的品牌效应。另外，公司产品在高校市场普及面很广，市场占有率高，如清华大学、西安交通大学、上海交通大学等。大量高校毕业生在其走上工作岗位后，根据使用惯性可能会首选公司产品，形成二次、多次购买的效应。

定位中高端市场 盈利稳定

记者了解到结构力学性能测试仪器低端产品技术门槛较低，行业内新进入的小企业以价格作为竞争手段，迫使技术更新较慢的企业以降价作为主要竞争手段。

但东华测试作为行业领先企业产品定位于结构力学性能测试仪器的中高端需求市场，如国防、航空航天、科研检测机构及大型企业等领域，在产品销售价格策略上实行的是优质优价，通过不断的技术更新满足客户需求，提高产品性能、增加产品功能，保持价格稳定。因此，以东华测试为代表的行业领先企业凭借品牌、技术及服务优势，近三年利润水平稳步上升。

公司2009年度、2010年度、2011年度公司营业收入分别为4347万元、7215万元和9523万元，每年复合增长率达到48.00%。相信随着公司技术水平和服务能力不断提高，与国外企业在测试仪器领域的差距逐步缩小，同时由于公司兼具国内企业木土服务的优势，预计未来公司销售收入和市场地位将持续稳步提高。

符合产业政策支持 募投可期

结构力学性能测试仪器行业是关系到一国经济及安全的重要行业，近年来国家出台系列政策保护该行业的发展，并大力开展如“嫦娥”、“天宫”等航天工程、高铁建设、西气东输等重大项目，为国产品牌结构力学性能测试仪器的发展提供了良好的政策环境支持。

集装箱塑料底板材料性能测试 篇4

集装箱底板作为集装箱的主要承载配件,除了有极高的强度、刚度和较好的耐久性外,还需要进行特殊的化学防虫处理,是迄今为止结构用人造板产品中技术性能要求最高的一种。热带硬木一直被认为是制造集装箱底板最合适的木材,因为这些木材具有比较理想的材性,而集装箱底板所用木材主要集中在东南亚各国。随着集装箱生产需求量的增大,热带雨林的过度采伐,导致生态环境破坏、木材底板价格暴涨,而且木材生长周期长,所以世界造箱业迫切寻求能够替代传统热带硬木底板的新型材料。

为某集装箱部件公司所研发的新型塑料底板材料,其结构包括三层,中间层为再生塑料,外面两层为另一种塑料材料压制而成。要正确使用塑料底板材料就要首先测定其力学性能,以便进行有限元分析及材料性能优化。

1 弹性模量测试方法

弹性模量是工程材料中一个重要的物理参数,表示材料抵抗弹性形变的能力。材料弹性模量常用测试方法主要有两类:静态测量法和动态测量法[1]。

静态测量法是从应力-应变或载荷-位移曲线确定弹性模量。此类测量方法优点是测量精确,而缺点是测量时间相对较长,过程较繁琐,对试样具有破坏性。此外,在静态法测量中,还要根据试样不同长度,选择适宜的测量方式,才能获得较为准确的弹性模量值。

动态测量法是在试件承受交变应力产生小应变时,利用试件的固有频率与几何尺寸、密度、弹性模量之间的关系间接测量弹性模量。按照振动激励方式不同,动态测量法又分为共振法和声速法。共振法是国内规定的杨氏模量和切变模量的动力学方法,如横向振动法、纵向振动法等。此类测试方法存在共振频率寻找困难,对实验人员主观判断能力依赖程度高、测量精度低等缺点[2,3] 。

声速法通过测量弹性波在试样中的传播速度,测得材料动态弹性模量。声速法相对成素,常用的有脉冲回波法、干涉法和相位比较法。其中,超声脉冲回波法的基本被测量为时间和长度,与测量力和频率相比,被测量简单、测量方法成熟、精度高,并且无破坏性、无需改变试样大小或振动频率等特点,能有效避免静态法的缺点[4]。在国外,声速法已逐渐成为钢、炭纤维、有机纤维及单向复合材料弹性模量检测主要方法和发展方向[5,6,7,8]。

2 塑料底板弹性模量测试

常用静态测试法有静力拉伸法和梁弯曲法,梁弯曲法中有悬臂梁法、三点弯曲和四点弯曲法等。在对底板材料进行弹性模量测试时,因为底板承受载荷主要为弯曲载荷,为了尽量近似的模拟底板支架真实承载情况,主要进行底板材料弯曲状态下的弹性模量测试。

2.1 弹性模量测试原理

材料在弹性变形阶段,其应力与应变成正比关系,符合虎克定律。材料纵向应力与纵向应变的比例常数为弹性模量,横向应变与纵向应变之比即为泊松比。

在进行底板塑料材料弯曲状态下的弹性模量测试时,将底板材料试样自由地放置在2个平行的硬质合金圆棒支点上,在两支撑中点用压头施加载荷使其弯曲变形(即三点弯曲状态,如图1所示),测出底板试样中部的变形量及载荷数值,利用材料力学知识,计算出材料弯曲状态下的弹性模量。

2.2 弹性模量计算

将塑料底板试样放置在压力试验机上,通过控制进油量对试样进行逐级加载,分别测出各级载荷下试样中间的变形量δi,并记下各级载荷Fi。依据试样截面尺寸(宽度b、高度h、支撑跨距l)及两个测试数值δi和Fi,则可计算出材料弯曲状态下的弹性模量。

根据材料力学可知:横梁在两点支撑,中间承受集中载荷作用下,试样中间的变形及应力最大,计算材料弹性模量时取试样中间为计算对象。试样中点变形量δ与集中载荷F之间的关系为:

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有undefined,可得:undefined

又,undefined

则:undefined

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其中:Iz——试样横截面对z轴的惯性矩,Iz=bh3/12;

l——支点跨距,l=260mm;

b——试样宽度,b=50mm;

h——试样高度,h=28mm。

通过逐级加载F1,F2…Fn,可测得对应的δ1,δ2…δn,利用以上公式可计算出一组弹性模量Ei,取其平均值,即得到材料的弹性模量E。

2.3 最大应力计算

试样在弹性变形范围内,对其进行逐级加载可测得弹性模量,在压力机上继续加载,试样发生塑性变形直至断裂破坏,记录下对应的载荷大小,依据材料力学相关知识,即可求出塑料底板所能承受的最大应力。

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undefined(3)

其中:Mmax——试样所受最大弯矩;

Wz——试样的抗弯截面模量,矩形截面Wz=bh2/6。

3 弹性模量测试结果

3.1 塑料底板测试数据

本次测试采用塑料底板材料试样宽度b=50mm,高度h=28mm,支撑跨距l=260mm,分别在压力试验机上进行三点弯曲测试。测得应力应变曲线如图2所示,弯曲试验数据如表1所示。

根据塑料地板三点弯曲试验作出的应力-应变曲线,在材料的弹性阶段,根据最小二乘法得出试样的弹性模量为1.23GPa。

3.2 材料承受最大弯曲应力测试

进行完材料的弹性模量测试之后,取下百分表,继续加载,直到塑料地板断裂为止,读出试样断裂时试验机上的载荷数值Fmax,并据此计算出试样断裂破坏时的最大弯曲正应力。

对试样进行加载直至试样断裂破坏,测得塑料底板材料试验的最大载荷数值如表2所示。

4 结语

根据集装箱底板的实际使用情况采用三点弯曲方法进行测试,制定测试方案。通过测试获得了塑料底板的弹性模量及极限断裂应力等参数,为静态分析提供了性能参数。

参考文献

[1]吕红明,余卓平,李鹏飞,等.声频法测定材料弹性模量的研究[J].工程塑料应用,2010(10):58-61.

[2]顾利忠,苏菲,赵靓,等.用瞬态激振法测量微机械材料的弹性模量[J].清华大学学报.2001,41(9):126-128.

[3]刘灿,杨效杰.用CCD图像传感器测量央视弹性模量的研究[J].无损检测,2005,27(7):368-370.

[4]王斌,贾寅峰,周玉玺,等.有机纤维束纱弹性模量测试分析[J].固体火箭技术,2007,30(2):68-70.

[5]Hine P J,Ward I M.Measuring the elastic properties of high-modulus fibers[J].Journal of Materials Science.1996,31(2):371-379.

[6]Biwa S,Shibata T.Elastic and ultrasonic properties of a unidi-rectional composite with partially debonded fibers:numerical a-nalysis for longitudinal shear modes[J].Composites Science andTechnology.2000,60(1):83-93.

[7]Wolfenden A,Schwanz W R.Evaluation of three methods tomeasure the dynamic elastic modulus of steel[J].Journal of Tes-ting&Evaluation.1995,23(3):176-179.

性能测试学习总结 篇5

一、明确性能测试的范围

例如：以iptv系统为例，是需要测试bss页面、中间件具体接口、boss/crm具体接口

二、明确性能测试的指标 例如：

1、支持最大并发用户数是多少？（压力测试）

2、每秒n个用户并发，能正常持续运行多久？（负载测试）

3、在系统用户为n个的情况下，每秒x个用户并发，持续运行y分钟，查看系统硬件io、cpu、内存；查看软件平均吞度量、tps、平均响应时间、事务成功率、事务失败率、错误率等（性能测试）、响应时间：事务从开始到完成所花费时间

平均吞吐量：指单位时间内系统处理用户的请求数

TPS：transaction per second 服务器单位时间处理的事务数（事务数/运行时间s）

事务：指访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元。例如订购操作，它含有多个请求

事务成功率：成功事务数占完成总事务数的比率 事务失败率：失败事务数占完成总事务数的比率

三、定义数据模型

1、目标系统用户数、目标每秒并发数、硬件系统配置情况，如下：模板

IPTV-BSS 性能指标.docx

四、设计性能测试方案

IPTV BSS四川电信版本性能

五、搭建性能测试环境

1、尽可能模拟现网的环境与组网结构

2、前台应用和后台数据库安装在独立干净的服务器上。

3、当前性能测试环境分别为：192.168.12.11（前台）192.168.12.31（数据库）192.167.12.177（Loadrunner）

六、构造性能测试数据

1、使用LR、QTP自动化工具构造（比较慢，不需要了解表结构，但是需要了解业务流）

2、编写存储过程构造用户、包月、订购数据（比较快，需要对相关表结构和数据库了解）

七、录制、调试测试脚本

1、中间件接口目前是web services协议，因当前测试指标均超过100个并发，故使用web（http/html）协议录制。中间件接口录制页面：

2、boss接口当前有两种协议，一种是web services协议，一种是sockets协议，因当前测试指标最大为100个并发，故可以使用web services协议或http/html协议录制。

3、bss页面基于ie运行，故使用web（http/html）协议录制。

注明：当前中间件接口，四川boss接口，浙江电信bss部分页面均有现成的脚本，如果其它局点需要测试可使用原有的脚本调试即可。

详细参考：LoadRunner性能测试_刘双林_20110115.doc

2.3/2.4章节 进行学习

八、执行性能测试场景

1、按照测试方案文档中的测试用例执行即可。

2、在执行性能测试过程中会具体使用到性能测试工具LR。关于性能测试工具的使用方法网上有大把资料。请自行学习：场景设置、参数化等

详细参考：LoadRunner性能测试.doc

3章节 进行学习

九、监控并记录性能测试结果

1、硬件性能：bss应用服务器cpu、内存；数据库服务器cpu、内存、io 内存、cpu 不高于70% ；IO不高于80% 否则可能存在性能瓶颈 统计方式：

（1）通过命令在服务器上查询

内存 sar-r 5 120

（每5s刷新1次共刷新120次）cpu sar-u 5 120 io

iostat 5 120（2）在服务器上安装rpc.rstatd工具，通过LR客户端窗口监控记录

2、软件性能：平均吞度量、tps、平均响应时间、事务成功率、事务失败率、错误率等（场景运行完毕可通过loadrunner工具导出性能测试结果），是否达标是要与性能测试指标进行比对。

详细参考：LoadRunner性能测试.doc

4章节 进行学习

十、分析性能测试结果输出总结报告

1、将实际测试结果和性能测试指标进行对比，总结出不达标测试对象及具体测试数据

2、测试与开发人员根据性能测试数据，从硬件环境和软件本身进行分析。例如：优化硬件配置、软件处理逻辑、数据库架构脚本等。

3、具体分析的方法：一般是具体问题具体分析，查找瓶颈时按以下顺序，由易到难。（1）服务器硬件瓶颈

（2）网络瓶颈(对局域网，可以不考虑)（3）服务器操作系统瓶颈(参数配置)（4）中间件瓶颈(参数配置，数据库，web 服务器等)（5）应用瓶颈(SQL 语句、数据库设计、业务逻辑、算法等)注：以上过程并不是每个分析中都需要的，要根据测试目的和要求来确定分析的深度。对一些要求低的，我们分析到应用系统在将来大的负载压力(并发用户数、数据量)下，系统的硬件瓶颈在哪儿就够了。

十一、LoadRunner性能测试工具操作文档

LoadRunner性能测试.doc

不同土沙比壁画地仗性能测试 篇6

内容摘要：运用SY5声波仪及微机控制电子万能试验机，对壁画地仗土沙比按4:1、7:3、3:2、1:1、2:3、3:7、1:4之间变动，麻刀含量由1％、1.5％、2％、2.5％、3％之间变动制作的壁画地仗模拟试块进行了测试。结果表明，地仗的抗折、抗压强度与波速、收缩率之间成正比关系。土沙比例由4:1至3:7变化时，其收缩率降低，密度减小，波速减小，而相应的抗折、抗压强度亦随之降低。地仗土沙比为1:4时，干燥时膨胀，密度增大，会导致其波速减小、抗折强度减小，抗压强度增大。在地仗由潮湿变为干燥的过程中，土沙比例不同，会产生收缩应力和膨胀应力两种不同性质的力，从而会对壁画产生不同的影响。

关键词：土沙比；壁画地仗；性能

中图分类号：K854.3文献标识码：A文章编号：1000-4106(2009)06-0036-04

前言

敦煌地处中国西北，位于甘肃省最西端与新疆维吾尔自治区交界处。敦煌地域包括党河及疏勒河流域的广大地区，总面积约168，000平方公里。敦煌石窟包括敦煌莫高窟、西千佛洞、安西榆林窟。

敦煌石窟的营造，大体要经过凿岩镌窟、绘制壁画和塑像、修建窟檐等过程。参与石窟营造的工匠主要有打窟人、石匠、泥匠、木匠、塑匠、画匠等六类，工匠技术级别可分为都料、博士、师、匠、工等。由此可见，制作壁画的工匠的工种、技术级别之间均有严格的分工，壁画地仗由古代泥匠专门制作。

丝绸之路沿线石窟壁画地仗的含沙比约在18～87％之间变动。这说明壁画地仗虽由泥匠专门制作，但其中的土沙比例并不固定，在18～87％区间范围内波动，其配制具有一定的经验性。泥匠更偏重于技术上的区别，其中土、沙比例则因个体不同而存在差异。如泥匠中有“上仰泥博士”等级别，即在石窟壁画地仗的制作中，给窟顶上泥是难度最大的技术活，因而也需要工匠具有过硬的专业本领。

地仗层是壁画的直接载体，壁画的颜料层一般于其上打底色，然后填色。其性能的差异对壁画的保护有重要的作用，也可能与病害的产生有直接的关系。鉴于此，设计本试验，以测定不同土沙比例地仗之间的性能差异。

一试验

1.1试验方法

根据莫高窟地仗的制作材料，按照一定的比例配制壁画地仗。具体实施时，则按照土沙比例由4:1、7:3、3:2、1:1、2:3、3:7、1:4之间变动，麻刀含量由1％、1.5％、2％、2.5％、3％之间变动来制作壁画地仗试块。

采用超声脉冲法对试块进行无损检测，所用超声仪的声频为50kHz。抗折、抗压强度试验机采用应变控制式，抗折试验时的位移速率为3.6mm/s；抗压试验时的位移速率为7.2 mm/s，同时参考《水泥胶砂强度ISO检验方法》(GB/T17671-1999)进行数据分析。

1.2分析仪器

SY5声波仪，武汉岩土力学所(中国科学院武汉岩土力学研究所智能仪器研究室)制造。型号：RSM-SY5；发射频率：50kH；接收频率：50kH；采样间隔：1uS。

微机控制电子万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公司制造。型号：RG7-10；规格：10KN；准确度等级：1级。

1.3材料准备、试块制备与测试

(1)材料准备

土：使用敦煌莫高窟大泉河沉积澄板土。

沙：将莫高窟附近细沙过100目筛。

麻：将麻束以敲打的方式分离为麻丝。

(2)试块制备

①闷泥，将一定比例沙土混合，加入麻刀，掺加适量水放置。

②和泥，静置一段时间，待水分充分渗透后，进行搅拌(捶打)。

③制作试块，将和好的泥填入抗折抗压模具，并用修复刀将表面抹平。模具大小为4×4×16cm，每组试块平行制作三组。

④干燥，将制作好的试块放置自然干燥。

(3)收缩率测定

测定试块干燥后的长度，模具长度为16cm，认定试块起始长度即为16cm，将干燥后试块长度的变化量除以起始长度，以求其线性收缩率。

(4)波速测试

将干燥后的试块用声波仪测试其纵波速，以研究其密度变化的情况。

(5)试块抗折、抗压测试

将制备好的试块置于材料试验机下进行抗折、抗压测试。

二结果分析

2.1收缩率

对土、沙、麻不同配比的地仗试块收缩率测定结果表明(图1)，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其收缩率有减小的趋势，即土含量越高，试块的收缩率越大；当土沙比例降至一定程度，试块会膨胀，如土沙比例为1:4时2％、3％的麻刀试块会膨胀。这一结果说明，地仗中土沙比例不同，会导致其力学性能的不同，甚至会完全相反。在地仗由潮湿变为干燥的过程中，高含量土的试块体积会收缩，高含量沙的试块体积会膨胀。

土沙比例相同、不同麻刀含量的地仗试块，其收缩性变化比较复杂。在土沙比例由4:1至1:1变化的过程中，随着麻刀含量的增加，试块收缩率有缩小的趋势，但在麻刀比为1.5％时，地仗收缩率较大。试块土沙比由2:3至3:7变化过程中，试块收缩率先减小后增大。试块土沙比为1:4时，试块收缩率先减少后增大，其变化先收缩然后膨胀。

2.2波速

对土、沙、麻不同配比的地仗试块纵波速测试表明(图2)，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其波速有减小的趋势，即土含量越高，试块的密度越大；反之则越小。这一结果亦表明，地仗中土沙含量的不同会使其密度发生变化，从而导致地仗透气、透水性发生变化。

土沙比例由4:1至3:2变化的过程中，地仗试块的波速随麻刀的增加而增加，即地仗的密度有增大的趋势。地仗中土沙比例为1:1至2:3时，地仗的波速变化不明显。地仗中土沙比例为1:4时，地仗的波速有明显减小的趋势，即地仗的密度减小。

2.3抗折、抗压

图3及图4分别是不同配比地仗试块的抗折、抗压强度折线图。由图可见，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其抗折、抗压强度有减小的趋势，即土含量越高，试块的抗折、抗压强度越大；反之则越小。

在同一组试块中(相同比例的土沙比)，麻刀含量由1.5-3％变化的过程中，地仗土沙比为4:1至7:3的试块，其抗折、抗压强度均有增大的趋势，但土沙比为1:4的试块，其抗压强度增大，抗折强度减小。在每组试块中，随着麻刀含量的增加，其抗折、抗压强度增大的幅度不尽相同。

三结果与讨论

3.1人为因素的影响

地仗试块由多次分批制成，在制作时，人为操作因素可能会导致试验结果出现一定的偏差。

制作试块的过程属人工操作，在试块搅拌的过程中，麻刀是否充分搅拌均匀及其在地仗中分散的程度，会对试验结果产生一定的影响。

另外，在制作试块时，为保证同一组试块中每个试块的相同性及可重复性，一般用天平精确称量，使平行试块的湿重尽量相同。但在填充模具时，试块表面的平整性及涂抹次数会使试块密度发生变化，从而影响试验测定的结果。

3.2波速与收缩率之间的关系

波速反映了试块密度的变化，波速与试块的收缩率成正比关系，即试块的波速越大，其收缩率亦越大。测试结果表明，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其波速、收缩率均有减小的趋势。而影响这些参数变化的原因是地仗中土沙比例的变化，土沙比例不同，会导致试块在干燥过程中收缩率不同，从而影响其密度的变化。

地仗中土沙比例为1:4时，地仗的波速与收缩率亦有较好的对应关系，即试块膨胀，密度减小，波速亦减小。

在地仗中加入麻刀，其比例不同，对地仗的性质亦有不同的影响。

3.3抗折、抗压与波速、收缩率的关系

测试结果表明，地仗的抗折、抗压强度与波速、收缩率之间亦成正比关系。试块干燥时，土沙比例由高降低时，其收缩率降低，密度减小，而相应的抗折、抗压强度亦随之降低。但土沙比降至一定程度(土沙比=1:4)，地仗膨胀，密度增大，会导致其波速减小、抗折强度减小，抗压强度增大。

3.4壁画地仗筛取原则

地仗是壁画颜料依附的载体，其性能的好坏对壁画的稳定性有直接的关系。洞窟壁画环境的特殊性，要求地仗具有一定的强度、收缩率小，同时具备一定的透气、透水性。地仗中土沙比例越高，其抗折、抗压性能越高，但其收缩率、密度较大，透气、透水性较差而限制其使用。

试验结果表明，地仗中土沙比例不同，其性能亦不同，甚至产生完全相反的应力。加入麻刀能显著改善地仗的物理性能。随着麻刀量的增加，其抗折、抗压有明显增大的趋势。

研究地仗中土、沙、麻含量变化与地仗性能之间的关系，可为修复提供最佳的地仗配方，限于地仗性能受多种因素的影响。应对不同配比的地仗进行透气、透水性进行更深入研究，方可确定修复地仗所用的最佳配方，以更好地保护古代壁画。

四结论

1.地仗中土沙比例不同，其力学性能不同。地仗的抗折、抗压强度与波速、收缩率之间成正比关系。土沙比例由4:1至3:7变化时，其收缩率降低，密度减小，波速减小，而相应的抗折、抗压强度亦随之降低。地仗土沙比为1:4时，地仗干燥时膨胀，密度增大，会导致其波速减小、抗折强度减小，抗压强度增大。土沙比一定时，地仗中加入麻刀会显著改善地仗的抗折、抗压性能。

2.在地仗由潮湿变为干燥的过程中，土沙比由4:1至3:7变化时，试块体积会收缩；土沙比为1:4时，试块体积会膨胀。这说明地仗中土沙比例不同，会产生收缩应力和膨胀应力两种不同性质的力，从而会对壁画产生不同的影响。

摩擦材料性能测试 篇7

1 试验仪器及工具

1000kN材料性能试验机、壁厚为11.1mm材质为L450MB的试样15组, 每组为取自钢板相近部位的2块试样 (一块作为试验样一块作为对比样) 、游标卡尺、紧固夹头。

2 试验过程

2.1 试样尺寸

通过火焰切割的方法将试样从钢管上切取下来后, 采用机械加工的方法去除剪切变形和热影响区, 制成缩减段宽度为38mm, 缩减段长度大于120mm的板样。

2.2 试样前处理

将15组试样分别按下表1的方案进行不同部位的弯曲和弯曲挠度不同。

2.3 试验参数

将15组试验样全部按照上述参数制成对应的试验样以后, 分别在每组试样上打上标距, 在1000kN拉伸试验机上进行试验试验时位移速率控制在19mm/min~30mm/min, 设备操作均按照正常操作规程完成。

3 试验结果及处理

3.1 实验现象

(1) 随着夹持段弯曲挠度的增加, 试验机施力到材料开始受力变形的时间增加并且这一规律对缩减端和全长度挠度的增加也同样适用。 (2) 同一弯曲挠度、不同弯曲部位的试样, 夹持段弯曲试样从试验机施力到材料受力变形的时间明显大于缩减端弯曲和全长度弯曲。缩减段弯曲和全长度弯曲的拉伸曲线则没有明显的差异。 (3) 对比样的拉伸曲线图大致相似, 差异较小。

3.2 抗拉强度和屈服强度

对15组试样的试验样和对比样的抗拉强度和屈服强度的测定, 获得的结果如表2:为了显示两种试样的测试结果的差距, 根据表3的不同强度的测试结果, 我们将对比样和试验样不同类型的对应结果数据作差值, 可以得出的数据如表3所示。从对比表中可以得出如下结论: (1) 对同一弯曲部位而言, 不同的弯曲挠度对材料的抗拉强度的测试影响不大, 差值最大也仅有15MPa。 (2) 对同一弯曲挠度不同的弯曲部位而言, 弯曲部位对材料的抗拉强度的测试影响同样也不明显, 对比样与试验样两者的差值时正时负, 把偶然误差考虑在其中, 差值可以忽略不计。 (3) 不同的弯曲挠度和弯曲部位对材料的屈服强度的测试影响较大, 对于同一弯曲部位而言, 随着弯曲挠度的增大, 测试值差距逐渐增大, 最大差距可达到125MPa。 (4) 对同一弯曲挠度而言, 不同的弯曲部位对材料的屈服强度的测试影响不明显, 测试结果较为接近。

3.3 伸长率的测定

通过对以上15组试样的断后标距的测定, 结果如表4所示:从以下数据可以看出 (1) 对比样与试验样的伸长率比较接近; (2) 相同的弯曲部位不同的弯曲挠度对材料的伸长率的测定影响不大; (3) 相同的弯曲挠度不同的弯曲部位对材料伸长率的测定影响也较小。

4 试验结果分析

(1) 屈服强度测试是通过引伸计测定的, 当变形试样在拉伸过程中, 试样经历了由弯曲到伸直, 再到屈服, 最后拉断的过程。由于加装引伸计的缘故, 试样由弯曲到伸直的变形被引伸计记录, 当引伸计记录变形达到0.25mm时, 试验机便把此刻的强度判定为屈服强度, 而真实的屈服强度却还在随后的变形过程中。由于试样由弯曲到伸直所需要的试验力小于试样的屈服变形时所需要的力, 故测得的结果小于材料的屈服强度, 而且试样的弯曲挠度越大, 这种差值也越大。 (2) 抗拉强度测试只需要记录试样所受到的最大拉力和原始横截面积即可, 无需引入变形测量工具。不论试样是否经历由弯曲到伸直的阶段, 试样的原始横截面积和最大拉力不会改变, 测得的结果能真实的反应材料的抗拉性能, 故本次试验对比样和试验样的抗拉强度测试数据较为接近。 (3) 伸长率是一个材料性能测试的宏观参数, 试验时只需要测试原始标距和断后标距即可算出。虽然测量原始标距时试验样并不是伸直状态, 但是在弯曲挠度不是很大的情况下, 与对比样的测试值较为接近。这种差距只是在缩减段弯曲和全长度弯曲才存在, 对于夹持段弯曲试样并不存在。故15组试样的伸长率测试的结果显示为所有的试样的伸长率差距较小。

5 结语

(1) 弯曲挠度对材料的屈服强度的测试影响较为明显, 试样的弯曲挠度越大, 材料的测试值越小。 (2) 弯曲挠度对材料的抗拉强度的测试影响很小, 试验时应保证试样不打滑。 (3) 弯曲挠度对材料的伸长率的测试影响不明显。通过以上试验结果可知:在实际钢管生产检测中, 对于需要测试屈服强度和伸长率的试样 (主要为母材拉伸性能) , 试验前应将试样进行冷校平。

参考文献

[1]机械工业理化检验人员技术培训和资格鉴定委员会.力学性能试验[M].北京:中国计量出版社, 2008.

[2]徐恒钧.材料科学基础[M].北京:北京工业大学出版社, 2007.

[3]王从曾, 刘会亭.材料性能学[M].北京:北京工业大学出版社, 2008.

[4]冶金工业信息标准研究院标准化研究所.金属材料无力试验方法[M].北京:中国标准出版社, 2002.

[5]美国石油学会标准.API SPEC 5L管线钢管规范[S].北京:石油工业标准化研究所, 2008.

[6]机械电子工业部机械标准化研究所.国内理化检验标准汇编[S].上海:上海市新闻出版局, 1991.

摩擦材料性能测试 篇8

1 金属材料物理性能检测的作用

对于材料来说, 其物理性能都是基本性能, 它虽然不是结构材料主要的技术标准, 但是确实材料的其他性能的立足点。对于功能性的材料, 其物理性能就是它的主要性能, 对于磁性材料其主要性能是磁性, 热电材料的导电性是其主要使用性能, 热工材料的热工材料是主要性能, 弹性材料的主要性能是弹性。

2 影响金属材料的高温热物理性能的主要因素

2.1 冶铁工艺的影响

金属材料要想取得良好的高温物理性能, 应该严格控制好气体含量以及杂质元素, 因此在金属冶炼过程对工艺的要求很高, 要确保合金中的杂质量降到最低, 克服冶金的缺陷。一般情况下, 高温金属在使用的过程中在与应力相垂直的横向截面容易出现裂纹。所以为了增加金属的使用寿命, 在金属冶炼过程中应使柱状晶沿着受力的方向生长, 减少横向的晶界面。

2.2 热处理相关工艺的影响

通常情况下, 采用正火加高温回火来处理珠光体耐热钢;采用固溶强化或者时效的方法来处理奥氏耐热热刚, 使之得到合适的晶粒度, 并能起到改善强化相的效果。

2.3 金属材料化学成分的影响

在一定的温度下, 金属的自扩散激活能会随着熔点的增加而增加, 这就导致自扩散很慢。假如两晶体的结构相同, 但是熔点不同的话, 那么自扩散慢的自扩散激活能大。堆垛层错能越低越容易出现扩散位移, 这就会出现位错不易产生交滑移、攀移以及割阶的现象。所以, 对于合金和耐热刚而言, 想保证高温下能有良好的物理性能, 就应该选用那些自扩散激活能大、熔点高、层错低的金属作为主要的制备材料。

3 试验原理和方法

3.1 ελ的测定:

3.2 试件电阻率的的ρ测定:

3.3 试样膨胀系数的测定:

3.4

3.5 试样导热率K的测定:

4 试验装置与试验

实验的装置使用的改造之后的高温热物理性能综合测试仪, 这种仪器的特别之处就是采用了可动电极, 并能实现在真空密闭环境中采取不同的试样来调节电极之间的距离。测温的窗口是由8块石英玻璃片组合而成, 假如有一块玻璃不慎被金属挥发污染, 能够在不破坏真空环境的条件下换另一块继续测量。试验中需要测量的物理量有:试样被测均温区段的电压降V;试样中的电流强度I;试样上的温度T, 在温度为T时被测温段的长度LT。

试验结果与讨论

根据试验的数据, 采用数据拟合的方式得到

由试验知与对于光谱发射率的影响是相反的, 多以试验在受到两者同时作用时会相互抵消一部分, 由此可知, 对于导热性能比较好的金属材料, 可以采用使用实心棒打小孔, 取代Worthing.A.G提出的薄壁管法测量光谱发射率, 差别不大。

结语

总结上述的试验结果以及相关的数据, 可以知道要想提高金属材料在高温下的相关物理性能, 不单单要考虑影响金属材料高温物理特性的每种可能的因素, 还需要全面进行的研究分析, 取代相关的实验数据, 并利用相关的试验数据就行修正, 充分利用各种手段保证金属的良好的热物理性能。

摘要：研究金属材料的高温物理性能主要是通过分析实验得到的数据, 拟合出相关的经验公式, 并进行适当的推广, 这种方法在金属材料的应力、温度以及化学成分对物理性能影响方面取得了很好的效果。本文主要是通过对一台高温物理性能测试进行改造, 达到进行单次试验就能获得多项的金属物理性能。

关键词：金属材料,高温,性能测试,探析

参考文献

摩擦材料性能测试 篇9

关键词：摩擦材料性能测试,对偶影响,摩擦对偶使用

1 配方研发过程中测试数据的重要性

在摩擦材料配方研发过程中, 每个配方、每种工艺状态的性能都需要通过测试得到结果, 测试结果是判断一个产品优劣的重要依据, 对测试结果的分析是必不可少的环节, 客观可靠的测试结果对配方的改进起着决定性的作用, 而在实际测试中, 每一次测试的结果都具有偶然性, 但是通过多次测试, 可以有效减少偶然性因素的影响, 得到相对真实可信的数据。那么, 如何获得客观可靠、真实可信的测试结果就成为一项非常重要的事情。

无论是我国的定速测试还是北美的AK等台架性能测试以及欧洲的Krauss测试或噪音测试都需要摩擦对偶才能进行, 定速试验的摩擦对偶采用的是HT250制成的摩擦盘, 采用固定加压压力、稳定转速条件测试不同温度下摩擦材料的摩擦系数和磨损值;AK等台架性能测试以及Krauss测试和噪音测试采用的测试对偶是成套车用制动系统所对应的刹车盘, 测试不同温度、不同压力、不同速度条件下摩擦材料的摩擦系数和磨损值及噪音。

那么, 在测试过程中, 摩擦对偶的状况是否影响摩擦材料测试结果呢?我们以台架试验和定速试验为例进行了研究。

2 摩擦对偶对摩擦材料测试结果的影响

2.1 AK测试对比

(1) 我们采用同一规格相同摩擦材料的制动片, 摩擦对偶采用不同厂家的摩擦盘进行AK试验, 测试结果如图1、图2所示。

从图中可以看出, 在Sequence1和Sequence2、Sequence3中, 两次测试结果差距非常明显, 差值达0.1, 这说明对偶的材质和表面状态对测试结果有比较明显的影响。

(2) 我们采用统一规格相同摩擦材料的制动片, 摩擦对偶采用同一厂家的摩擦盘进行AK试验, 测试结果如图3、图4所示。

从图中可以看出, 同一组样件, 采用相同的制动盘, 测试结果一致性高, 重复性和再现性好, 测试数据可靠性高。

2.2 使用定速试验进行对比测试

(1) 我们采用统一规格相同摩擦材料的制动片, 在不同的定速试验机上进行定速试验, 测试结果如表1所示。

(2) 我们采用统一规格相同摩擦材料的制动片, 在一台定速试验机上分不同时段进行定速试验, 中间穿插其他样件测试, 测试结果如表2所示。

(3) 我们采用统一规格相同摩擦材料的制动片, 在一台定速试验机上进行连续定速试验, 中间不穿插其他样件, 测试结果如表3所示。

从测试结果可以看出, 相同样件在不同定速试验机上进行测试, 测试结果差异较大;相同样件在同一试验机上进行间隔测试, 测试结果也有一定的差异;而相同样件在同一试验机上连续测试, 测试结果差异较小。

3 结论

(1) 摩擦对偶状态影响摩擦材料性能测试结果, 影响数据可靠性。

(2) 在配方研发过程中, 要采用稳定优质的摩擦对偶进行摩擦材料性能测试, 以提高数据可靠性, 从而为摩擦材料配方的改进提供有效的参考。

透气性材料微生物屏障性能的测试 篇10

1997年,欧洲标准化委员会(CEN)和国际标准化组织(ISO)引入了最终灭菌医疗器械的材料和包装标准,这项工作强调了对公认的微生物屏障测试方法的需求。工作组决定,在缺乏被广泛接受的灭菌包装完整性评估程序的情况下,最好的办法是对包装的密封完整性、透气材料和薄膜材料的完整性和透气材料的微生物屏障性能进行单独测试。[1]

虽然用于评估密封完整性的测试方法很多,但是,评价可透气材料或多孔材料微生物屏障性能的测试却极少。如ASTM F-1608国际标准DIN58953第6部分第2.14和2.15条和BS6256附录C(亚甲蓝)此类测试均已被使用,但未得到普遍认可。此外,所有这些测试都需要较长时间,有些测试甚至需要3~4天才能取得结果。

◎过滤理论

无菌屏障系统是用来防止细菌和病毒随着悬浮微粒进入到医疗器械。微生物孢子可以作为单独的实体或群落存在,他们可附着于非生物微粒(如灰尘)。入侵微粒的大小在0.2µm~100µm之间,0.2µm是最小的病毒,100µm是可在空气中长时间悬浮的尺寸最大的尘埃微粒。

过滤理论认为,透气性材料可通过3个机理去除气流中的微粒:拦截、惯性碰撞和扩散。

拦截。当纤维过滤器分裂携带微粒的气流时,这种情况就会出现。微粒继续沿其原始路径运行,并与纤维发生碰撞。因此,拦截是一个恒定的微粒去除机理,是纤维材料结构的一个固有功能,与微粒的质量和速度无关。

惯性碰撞。这种情况会出现在一定质量的微粒偏离了纤维周围的气流而与纤维发生碰撞的时候,这种捕获方法的成效直接取决于微粒的质量和气流的速度。气流的速度越快、微粒的质量越大,它与纤维发生碰撞的几率就越大。

扩散。这是一种受微粒随机运动(布朗运动)和静电引力(对于一些材料)影响而形成的微粒拦截方法。这种捕获机制的有效性与微粒的质量和气流的速度呈负相关。微粒越轻、速度越慢,捕获几率越大。

这三种机制对各种流速和所有微粒大小均有效。然而,以较快速度移动的较大质量微粒更有可能因惯性碰撞而被捕获,以较慢速度移动的较轻微粒更可能因扩散而被捕获。

2.ASTM国际标准测试方法F2638概括介绍了这一方法

ASTM国际委员会F02(软质屏障包装)于2007年6月通过投票确定了一项测试方法,该测试方法是依据透气包装材料阻止细菌穿透的能力来对其在无菌应用领域的等级排序。投票结果是选用ASTMF2638-07,“采用气溶胶过滤机理来评价透气包装材料屏障性能的标准方法”来作为微生物屏障性能的替代方法。该测试方法使用直径为1.0µm聚苯乙烯小球测量透气材料的过滤效率。该方法的前身是ASTMF1608-00(2004),“透气包装材料阻微生物穿透等级试验”,ASTMF1608-00(2004)方法使用标称为1.0µm的实际孢子进行测试,可能需要数天才能产生结果。而ASTMF2638-07新的测试方法几乎瞬时即可得到测试结果。

◎方法摘要

把透气包装样品放入样品架,在挑战流(上游气溶胶加载气流)和下游过滤后气溶胶气流之间形成了一个过滤器。在样品室的挑战侧,带有悬浮微粒的气溶胶气流被施加到试样表面,产生通过试样的气流,激光微粒计数器记录挑战流与过滤后气溶胶气流中的微粒数目。在只使用一台微粒计数器时,上游加载流和滤后流中的微粒计数可以通过交替测量得到,也可以同时使用两台微粒计数器来同步测量。穿透率可用挑战流和滤后气流中的微粒数据来计算。通过测试并绘制通过样品的穿透率与气流流量的关系图,可获得一个典型的过滤效率曲线。最大的穿透率和其对应的流量可通过曲线的峰值来确定。

◎意义和用途

本研究结果表明,使用微生物评价方法得到的透气性包装材料的屏障性能与该材料的过滤效率相关。新方法不需要使用微生物来评价材料性能。

现行的评价微生物屏障的测试方法ASTMF1608对试样的挑战仅在一个气流流量下进行,而且,许多人认为是该流量过高。相比之下,新方法是在一个系列流量的气流下对试样进行挑战,获得过滤效率数据,被认为更能反应密封包装在正常处理和配送过程周期中遇到的环境。

测量透气性包装材料的过滤效率时,可产生一个典型的过滤效率曲线。由于曲线的弧度取决于各种测试材料的特性,采用可测量到材料最大穿透率时的流量为参数(即大多数微粒穿透试样时的流量)来比较不同材料的过滤性能是一个适当方式。

◎测试仪器

新系统的主要仪器组成如下:

·一台气溶胶发生器,按所需浓度把聚苯乙烯微粒均匀引入挑战气流;

·样品架;

·一个压力表,用于测量试样的压力降;

·一台激光微粒计数器,用于统计挑战流和过滤后的气流中的微粒数目;

·一种记录微粒计数器和压力表数据的方式。

上面列出的仪器是最经济的测试仪器。然而,如果仅使用一台微粒计数器,那么就需要交替监控挑战流和过滤后的气流。因此,测试所需的时间就要加倍。此外,只使用一台计数器意味着,在测量过滤后气流数值的时间段,挑战流的数值只能是计算得到(不是实时测量值),因此需要数据整理。添加第二台微粒计数器可同时测量挑战流和过滤后气溶胶流,从而缩短了测试时间和数据处理时间。

添加一些额外的仪器(如质量流量计和压力传感器),可使测试系统更便于用户使用。添加这些额外的仪器虽然增加了成本,但可以提供实时信息,如气溶胶发生器流量、过滤后的气流流量、真空发生器压力和挑战流排气压力。持续监测这些系统的参数可以提醒操作员可能会出现的系统故障,以免产生错误的数据。

此外,直接测量过滤后的气流流量就无需根据通过样品后气流压力下降来计算通过样品的流量,进一步降低了数据简化难度,同时缩短了处理时间。

◎该方法的发展

该标准测试方法的发展与对测试设备单元的确定工作同时进行。之所以选定由ASTM来开发该测试方法,是因为该组织是一个得到广泛认可的标准组织。该组织在精度和偏差定义上有确定完善的规范,而且,该组织开发的许多标准已被广泛应用于医疗器械包装领域。

该测试方法的草案已提交给负责医药包装材料和系统的ASTM委员会F02.0。测试方法F2638-07,即确定透气包装材料微生物屏障的标准测试方法(使用两个气溶胶微粒计数器的过滤测试方法),经过小组委员会和主要委员会的3次投票表决,最终获得了认可。

目前投票表决和公布已结束,该方法已上架供业界购买,并纳入在接下来公告的第15.10部分,业内人士还计划建设更多的测试设备单元,并进行联合研究,以建立实验室内和实验室间的测试再现性。

该标准测试方法已被提交至CDRH,计划列入该机构的认可标准列表。该方法也将被提交至ISO技术委员会TC198 WG7工作组(灭菌包装),这两个工作组负责标准ISO11607-1:2006,最终灭菌医疗器械的包装-第1部分:材料、无菌屏障系统和包装系统要求。

◎微生物屏障测试的比较

ASTMF1608-00(2004)(对数降低值[LRV]测试)也使用气溶胶气流施加于试样,依据通过试样的流量来测试数据。不过,该方法只测试一个流量下的数据,即2.8 L/min。LRV测试使用标称为1µm大小的活生物体,而不是使用聚苯乙烯球。收集穿透试样的孢子,并在膜过滤器上进行平皿接种和计数。

平皿接种后,待计数样品至少需培育24h。记录每个样品上的菌落总数(CFUs)和稀释因素。然后计算LRV值,即比较通过样品的孢子数的对数值(即平皿上的菌落数)与样品上方或上游的微生物挑战气流中悬浮的孢子数量的对数值。

ASTMF1608使用活生物体,这意味着,处理标本时必须格外小心。菌落往往难以维持;他们有时会相继死亡,有时会变得不健康,使得测试的结果有些可疑。为降低因正常的生物负载污染而产生错误结果的可能性,测试样品通常须在测试前进行灭菌。此外,仪器和设备也需要保持洁净。因此,测试必须在微生物实验室或在潮湿的实验室中进行。

除灭菌和准备时间之外,进行这项测试所需的时间,包括15min的实际样品暴露于微生物挑战的时间;如果有必要,还包括稀释时间;准备平板的时间;最少24h的培育时间;以及统计CFUs计数的时间。然后,可开始简化数据。因此,合同测试实验室提出的周转时间(进行测试,生成数据,撰写报告)一般是3~4天。此外,还应特别注意,该测试一般被视为一项相当繁琐的测试,这可能是稀释过程和CFUs计数过程所致。

ASTMF1608测试最主要的缺点是在挑战过程中所使用的流量。此测试的流量固定为2.8L/min,因此样品区生成的面速度(应力)大于140cm/min。如前所述,该流量过高,数值明显高于理论流量和包装材料在实际包装配送和处理时遇到的实际流量(见表1)。

在2.8L/min的流量下,惯性碰撞是占主导地位的过滤机制。当一个微粒受其质量影响而偏离纤维周围流动的气流,并与纤维发生碰撞,惯性碰撞就会出现。这种捕获方法的成效直接取决于微粒的质量和气流的速度。气流的速度越快、微粒的质量越大,它与纤维发生碰撞的几率就越大。

对于该流量引起的面速度,孢子不能随着流经样品的空气而迅速改变方向。孢子的惯性往往会使其与纤维过滤器发生碰撞,从而被捕获。由于这种现象,一些透气材料提供的微生物屏障看起来要比在现实条件下真实提供的微生物屏障要好。

ASTMF2638测试样品的面积是ASTMF1608测试样品面积的4倍之多。使用ASTMF2638测试相同表面面积的样品仅需要ASTMF1608方法所需的重复操作次数的1/4。测试样品的面积较大,也有助于降低样品之间的变异性,从而最大限度地降低数据的离散性。

ASTMF2638测试方法使用两台微粒计数器,只需要3min即可获得在给定流量或压差之下计算穿透率所需的足够数据。如果用一台计数器交替监控挑战气流和过滤后气流中的微粒,测试时间为6min,使用两台计数器可在15min内生成五个不同流量的数据。这与使用ASTMF1608测试方法时只生成一个气流流量的数据所需的暴露时间相同。

通过ASTMF2638测试时,简化数据可在测试完成后立即开始。可即刻得知样品挑战前后的数据,而且可计算出以LRV表示的过滤效率(省去了下游端计数的等待时间)。

由于在测试过程中没使用实际生物体或孢子,因而无需灭菌处理、平皿接种或培养过程。此外,微粒计数器进行实时计数处理。与ASTMF1608不同,ASTMF2638测试方法无需在生物实验室内进行,因此,该测试几乎可在任何地方进行。

除快速周转之外,这种新的测试方法可在多种流量下进行,以模仿产品处在不同的配送和处理条件下。已经生成的数据表明,无菌包装常用的透气材料的最大穿透点一般会在低于ASTMF1608测试所用流量的条件下产生。

◎流量的重要性

图1显示了ASTMF2638测试得到的数据。图中显示的是穿透率与试样表面的速度的关系。与这些数据作对比的是ASTMF1608测试时采用的面速度,可以看到在ASTMF1608测试中所用的面速度极高。根据表1中的数据,对比在航空运输或常规处理时产生的面速度,ASTMF2638测试中使用的面速度范围更接近于现实情况下碰到的面速度。

请注意在图1中,最大的穿透点或曲线峰值都在面速度小于5cm/min时出现。出现最大穿透点的面速度与在现实情况下所产生的面速度类似。

最大穿透点是透气材料的微生物屏障性能的极限挑战。因此,出现最大穿透点时的流量或面速度是选择透气性屏障材料最关键的考虑因素。

评估流量或面速度时,首先要考虑一个包装在其寿命周期内可能会暴露的各种条件,每个包装在其寿命周期中会遇到各种应力水平。然而,这些应力水平或面速度只是其中的一部分因素,像包装体积等因素也会影响透气无菌屏障系统的压差平衡速率。例如,一个平面的二维包装在其初始构型状态下能被抽出的空气极少,因此,在这样一个平衡状态下能进入的空气也极少。

透气包装材料的表面积也会影响面速度。在任何一给定压差平衡速率下,空气交换的表面积越小,面速度就越大。面积较小的透气贴或透气孔会使无菌屏障系统通过它达到压差平衡受限。要快速达到压差平衡只能提高面速度,这就要求其透气材料有更高的强力。

另一个要考虑的变量是包装尺寸(长x宽x深)。细长的软质无菌屏障系统,例如V型易剥离袋的平衡速率不同于长方形的薄膜设计或方形硬质吸塑包装。

无菌屏障系统的临床使用还受不同压力的影响。例如,护士看到一箱一次性小包装软袋,拿了一把放进口袋,软袋此时的压力变化与在手术室里打开后的硬质吸塑包装所遇到的压力变化有很大差别。

◎结论

这对医疗器械包装工程师意味着什么?新的ASTM F2638测试方法是迈向建立无菌包装性能准则并确定其合适的微生物屏障性能要求的第一步。了解包装设计、包装体积、保护性包装、临床应用、环境压力和材料的最大穿透率之间的关系,可进一步推动业界采用通用的微生物屏障标准。

摩擦材料性能测试 篇11

作为中国教育和科研计算机网络(Cernet)华东南地区网、上海教育与科研计算机网(Shernet)和校园网(SJTUnet)的建设、管理单位，上海交通大学网络信息中心拥有很强的科研实力，长期担负着三大网络运营维护的艰巨任务。在此过程中，该中心充分发挥科研能力上的优势，独立自主地解决了许多难度较大的运维问题。我们在连载中就曾经提到，该校两年前在对校园网出口入侵检测系统的选型中，遇到了市售产品难以满足需求的窘况。在充分分析了业务需求的前提下，网络信息中心的老师带领团队自行研发，以多组x86服务器分布式处理的方式实现了对万兆链路的实时监测。这样的方式不仅构建了一个开放的、可以承载多业务的科研平台，更将科研成果转化为实际的安全服务，为校园网的稳定运行提供了保障。

虽然上海交通大学校园网目前拥有多条出口链路、总计超过10Gbps的链路带宽，但在愈发丰富、模式愈发复杂的网络应用面前，也不是永不拥塞的高速路。目前，流量的可视化与可控性已成为老师们重点关注的问题，他们需要一个强大的应用流量分析管理系统，为运营维护乃至下一步网络建设规划提供准确的参考依据。经过细致地评估，老师们初步选定了连续两年获得计算机世界年度产品奖的Panabit应用层流量管理系统。不过，与大多数同级别通信、安全产品不同，该系统运行在x86而非MultiCore-MIPS或NP平台上，而老师们（或者说是大多数人）对于x86平台在万兆环境中稳定工作都没有太多信心。

来吧，就让测试去证明一切。

规格全面提升的5520平台

上海交通大学网络信息中心的老师们为这次测试准备了一台戴尔PowerEdge R710服务器，它是戴尔为第一代Nehalem-EP处理器平台及其后续Westmere-EP处理器平台设计的2U机架式产品。PowerEdge R710基于英特尔5520 IOH芯片（代号Tylersburg-36D）设计，提供了36个PCIe2.0信道，最多支持两颗英特尔Xeon 5500/5600系列处理器，可以搭配英特尔ICH9或者ICH10使用。在英特尔尚未明确推出Sandy Bridge嵌入式解决方案的今天，基于5520芯片组的产品仍然是目前设备制造商与用户能够获取到的最高端x86平台。

得益于戴尔灵活的定制化销售模式，测试使用的这台PowerEdge R710配置了一颗英特尔Xeon X5690处理器。它支持SMT超线程技术（测试中关闭），具有6个核心、12个硬件线程，主频达到3.46GHz，最大的Turbo Boost频率高达3.73GHz，属于英特尔32nm Westmere-EP处理器家族中的最高端产品。这颗处理器中的每个核心都具有32KB的L1指令缓存和L1数据缓存及256KB的L2缓存，所有核心共享一个12MB的L3缓存。此外，Xeon X5690还通过两个6.4GT/s的QPI总线和另一颗处理器以及5520/5500 IOH芯片通信，QPI总线是一个双向的并行总线，在X5690上，其单向带宽为12.8GB/s。

由于集成了较高规格的内存控制器，单颗Xeon X5690可以支持3通道R-ECC DDR3内存，每通道又支持最多3个R-ECC DDR3 DIMM。在使用能够支持的最高规格的16GB内存条的时候，每颗处理器可拥有144GB的总内存容量，整个系统（双路配置）则可达到288GB的最大容量。X5690支持的最大内存频率规格为DDR3-1333，不过当所有DIMM插槽都插满内存的时候，运行频率将会降低至1066。而本次测试使用的这台PowerEdge R710服务器配置了3条4GB容量的内存，运行在3通道模式。

英特尔Xeon X5690处理器通过6.4GT/s的QPI总线连接到5520 IOH上，而IOH目前主要的功能就是提供更多的PCIe总线连接，这正是网络通信产品所需要的。英特尔5520 IOH提供了36个PCIe 2.0信道和一个连接ICH芯片的ESI总线接口，这个ESI总线就是桌面级IOH芯片常用的DMI总线，其实质是一个x4的PCIe 1.0界面。而36个PCIe 2.0信道则以10个端口的形式提供，分别为8个x4的端口以及两个x2的端口。其中8个x4的端口可以聚合为4个x8或者两个x16端口，另外两个x2的端口则可以聚合为一个x4端口，但是不能与其余8个x4端口进一步聚合。我们知道，PCIe 2.0的每个信道可以提供5.0GT/s的单向传输速率（500MB/s），因此5520 IOH提供了巨大的IO带宽。在不需要这么多带宽的场合，英特尔也推出了一个简化版的5500 IOH产品，将PCIe信道数量减为24个。它的代号是Tylersburg-24，这一命名就体现出了PCIe信道的数目。

与时俱进的网络子系统

和桌面级与嵌入式产品不同，在服务器上，所有的高速设备都直接连接到IOH芯片上，而不是相对低速的ICH芯片，理论上减少了性能瓶颈。测试使用的PowerEdge R710服务器上提供了1条PCIe v2.0 x16插槽和两条PCIe v2.0 x4插槽，分别连接到3组顶级网络控制器。其中一组是一块基于英特尔82599EB芯片的英特尔X520双口万兆网卡，另两组是基于英特尔82576EB芯片的双口千兆网卡，一共提供了两个万兆接口和4个千兆接口。实际上，戴尔PowerEdge R710还板载了4个基于Broadcom网络控制器的千兆接口，但在测试中并未用做业务处理。

英特尔X520双口万兆网卡使用的82599EB是一个强大的网络控制器，是目前英特尔在万兆级产品中最顶级的型号。该芯片原生两个万兆接口，每个接口都可以支持128个TX/RX队列，并可以根据情况最多划分为64个RSS（Receive Side Scaling，接收方扩展）队列。此外，82599EB还支持MSI和MSI-X（Extended Message Signaled Interrupt，扩展消息告知中断)特性和一些与数据中心应用密切相关的高级功能。由于万兆环境下的数据传输需要巨大的带宽，82599EB推荐使用PCIe v2.0 x8或以上规格接口进行连接，否则可能会出现瓶颈。

摩擦材料性能测试 篇12

随着经济、城市的发展, 建筑能耗占总能耗的比例日益增大, 且呈逐年上升趋势, 目前建筑节能已成为各国节能战略的重要组成部分。而使用外墙保温隔热材料是建筑节能最直接有效的方法[1]。有研究表明, 对于建筑外墙每使用1t外墙保温隔热材料, 可节约标准煤3t/年, 其节能效益是材料生产成本的10倍[2]。近年来, 国内保温绝热材料需求逐年递增, 高性能的建筑外墙保温绝热材料将具有广阔的市场前景。

高性能的保温绝热材料需具有高隔热性, 良好的化学稳定性, 较高的机械强度, 低吸水率等众多优良特性。其中隔热性能是其最重要的性能指标。而导热系数又是影响材料隔热性能的主要因素[3], 本文主要介绍保温隔热材料隔热性能影响因素及导热系数的测试方法。

2 隔热性能的影响因素

2.1 气孔率

气孔率又称空隙率, 表征物体的多孔性或致密程度。以物体中气孔体积占总体积的百分数表示。保温隔热材料中的气孔分为开口气孔和封闭气孔, 分别具有不同的大小和形状。对于保温隔热材料, 封闭气孔的数量越多保温隔热效果越好。

2.2 容重

容重是指一立方米 (包括材料孔隙) 的保温隔热材料的质量 (kg/m3) , 是保温隔热材料的重要性能指标。

降低保温材料的导热系数可以通过减小容重或增大气孔率来实现。但是, 导热系数不是随容重的减小而无限降低的, 当容重减小到某一临界值ρ1后, 如果再减小容重, 虽使固相导热减小, 但通过气孔的辐射传热、气相导热和对流换热的值却明显增大, 因而材料总的导热系数值仍增大。反之, 当容重增大到某一临界值ρ2后, 如果再增加, 通过气孔的三种传热会有所减小但与此同时固相导热值增大, 综合作用的结果仍会使材料总导热系数值增大。因此容重ρm控制在 (ρ1~ρ2) 范围时, 各个导热因子之和趋于最小, 即材料具有最佳的隔热性能[4]。

2.3 导热系数

导热系数是指热流密度与温度梯度之比, 即在单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度。导热系数越大, 传递的热量越多, 保温隔热性能越差, 反之, 则越好。导热系数的大小与材料的组成结构、状态、成分等因素密切相关。对同一种物质来说, 影响导热系数的因素主要有含湿率、温度、密度、热流方向等[5,6,7,8]。

2.3.1 含湿率的影响

保温隔热材料的结构均具有疏松、轻质、呈多孔状或纤维状等特点。保温隔热材料依靠其内部的空气来阻隔热的传导。材料吸湿受潮后, 导热系数会增大, 这是因为水的导热系数远大于静止空气的导热系数 (约为25倍) 。因此, 材料的含湿率越大, 导热系数越大。

2.3.2 温度的影响

各类保温隔热材料的导热系数均与温度有直接的影响, 温度升高, 材料分子运动加剧, 传递的热量越多, 材料导热系数越大。

2.3.3 松散材料杂质和粒度的影响

常温时, 松散材料的导热系数随材料粒度的减小而降低。反之, 粒度增大, 颗粒之间的空隙尺寸增大, 其气孔率也随之增大, 最终会使导热系数增大。

杂质对导热系数的影响主要是由于杂质的导热系数通常高于保温隔热材料自身的导热系数, 增加了热传导。杂质的存在会提高材料的导热系数。因此, 杂质越多导热系数越大。

2.3.4 热流方向

热流方向对导热系数的影响, 仅仅存在于在各个方向构造不同的材料中 (即各向异性材料) 。材料纤维方向与传热方向平行时的导热系数要比垂直时大。纤维质材料根据排列状态的不同分为纤维方向与热流向垂直和纤维方向与热流方向平行两种。对于大多数的纤维保温材料, 其纤维排列状态为平行或接近于平行, 因此在密度相同的条件下, 其导热系数远小于具有其它排列形态的保温材料的导热系数。

3 导热系数测试方法

热量传递的三种基本方式是:对流, 辐射与传导, 对于保温隔热材料热量传递主要方式为辐射和传导。

导热系数测试方法主要包括动态法和稳态法两类。动态法有热带法、激光闪射法、热线法等[9], 一般用于测量中高导热系数材料。稳态法主要有热流计法、防护热箱法、保护热板法、圆管法, 主要适用于中低导热系数材料的测量。其中稳态法由于具有测试方法简便, 成本低, 精度高等优点而被普遍采用。

稳态法测定导热系数的原理是Fourier方程:

λ——为材料的导热系数W (m K) ;

Q——为从一个平面传到另一个平面的热量值W;

△T——为在物体垂直于导热方向上, 两个平行平面的温差℃;

△X——为两个平行平面的距离m。

3.1 保护热板法

保护热板法是国际上测量绝热材料导热系数最通用的方法之一, 其原理是基于无限大平板的单向稳定传热。主要由中心板和冷板组成, 热量由中心板发出, 通过置于中心板和冷板间的试样传递到冷板。热源位于两块样品 (同一材料) 的中间, 是为了获得向下与向上方向的对称热流, 并确保测试样品能够完全吸收加热器所产生的能量, 保证热流是线性的、一维的。

进而应用傅里叶定律计算材料的导热系数:

式中:

λ——导热系数W/ (m K) ;

Q——中心板的热量W;

d——试样的厚度m;

A——中心板横截面积m2;

Th——中心板温度℃;

Tc——冷板温度℃。

保护热板法具有适用温度范围宽、量程广等优点。并且由于保护热板法是绝对测试法无需对测量单元进行标定[10], 所以保护热板法测导热系数准确性、可靠性较高。

3.2 防护热箱法

防护热箱法是利用在冷箱和热箱分别建立室内和室外的气相条件而进行测试的一种方法。进入稳态测试后, 通过测量试件两侧的表面流速、表面防护箱温度、空气温度, 以及电加热器耗电量和输入热箱的风扇风量, 进而算出材料导热系数[11]。

但由于该测试方法的实验装置具有箱体笨重, 操作复杂, 稳定时间长等局限性, 并且与防护热板法和热流计法相比精度低, 因此实际应用较少。

3.3 热流计法

热流计的工作基于传热学原理。在两个冷热平板间插入厚度一定的方形样品, 垂直通入一个恒定的热流, 然后使用热流传感器测量通过该样品的热流。当冷、热平板温度恒定、通过样品的热流稳定后, 便可测出材料的导热系数。

该方法测试导热系数具有操作简单, 测量精度高, 测量速度快 (仅为同类产品的四分之一) 等优点, 可用于固体材料、纤维材料以及多孔隙材料导热系数的测定。但该方法的测量温度与测量范围有限。

4 结束语