一、工作原理:模擬實(shí)際受力場(chǎng)景,量化抗彎曲性能
紙刀抗彎曲測(cè)試儀通過模擬紙刀、紙叉、紙勺等紙質(zhì)餐具在實(shí)際使用中承受的彎曲力,評(píng)估其抗變形能力。測(cè)試過程分為以下步驟:
試樣固定:將紙刀一端牢固夾持在測(cè)試儀的夾具中,夾持長度通常為50mm±2mm,確保試樣在測(cè)試過程中不發(fā)生滑動(dòng)或偏移。
施加載荷:在距離試樣使用端20mm的位置,通過下壓頭以恒定速度(如25mm/min)垂直施加載荷,模擬切割食物或接觸熱源時(shí)的受力場(chǎng)景。
數(shù)據(jù)采集:高精度力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下壓過程中試樣承受的最大力值(單位:牛頓,N),反映其抗彎曲強(qiáng)度。
干濕態(tài)測(cè)試:
干態(tài)測(cè)試:直接測(cè)試未處理的試樣,評(píng)估其在干燥環(huán)境下的抗彎曲性能。
濕態(tài)測(cè)試:將試樣使用端浸入60℃±2℃的蒸餾水中300秒±5秒,模擬接觸熱食時(shí)的吸水軟化過程,測(cè)試其在潮濕環(huán)境下的性能衰減。
二、力學(xué)模型:三點(diǎn)彎曲測(cè)試,量化材料與結(jié)構(gòu)性能
測(cè)試過程基于三點(diǎn)彎曲力學(xué)模型,其核心邏輯如下:
模型簡化:將紙刀試樣視為簡支梁,下壓頭作為集中載荷作用于跨中(即距離使用端20mm處),兩端由夾具固定形成支撐點(diǎn)。
受力分析:
彎曲應(yīng)力:試樣在載荷作用下產(chǎn)生彎曲變形,內(nèi)部應(yīng)力分布不均,跨中截面應(yīng)力最大。
最大力值與抗彎強(qiáng)度:力傳感器測(cè)量的最大力值(F)直接反映試樣的抗彎強(qiáng)度。根據(jù)材料力學(xué)原理,F(xiàn)與試樣的彈性模量、截面慣性矩及跨距相關(guān),但測(cè)試儀通過直接測(cè)量F,簡化了復(fù)雜計(jì)算,為生產(chǎn)優(yōu)化提供直觀數(shù)據(jù)。
跨距與受力點(diǎn)設(shè)計(jì):
跨距(即兩支撐點(diǎn)間距)通常固定為試樣總長度的一部分(如未夾持部分的一半),確保測(cè)試結(jié)果的可比性。
受力點(diǎn)下降距離(H)根據(jù)試樣總長度分級(jí)設(shè)定(如總長度90—110mm的試樣,H為8.0mm±0.5mm),模擬不同使用場(chǎng)景下的彎曲程度。
三、技術(shù)特點(diǎn):高精度、標(biāo)準(zhǔn)化與場(chǎng)景適配
高精度測(cè)量:
力傳感器分辨率達(dá)0.001N,位移測(cè)量分辨率0.01mm,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
試驗(yàn)力準(zhǔn)確度優(yōu)于示值的±1%,變形準(zhǔn)確度優(yōu)于±1%,滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。
標(biāo)準(zhǔn)化操作:
測(cè)試速度、返程速度可單獨(dú)設(shè)置,試驗(yàn)結(jié)束后自動(dòng)回位初始位置,提升效率。
配備微型打印機(jī),可隨時(shí)打印結(jié)果并統(tǒng)計(jì)多次試驗(yàn)的最大值、最小值、平均值。
場(chǎng)景適配性:
支持干濕態(tài)測(cè)試,通過溫控水浴裝置模擬實(shí)際使用環(huán)境,評(píng)估紙質(zhì)餐具在不同條件下的性能表現(xiàn)。
夾具寬度可定制(如30mm),適配不同尺寸的紙刀、紙叉、紙勺試樣。
四、應(yīng)用價(jià)值:指導(dǎo)生產(chǎn)優(yōu)化,保障產(chǎn)品質(zhì)量
材料優(yōu)化:通過測(cè)試不同配方(如紙漿密度、涂層厚度)的試樣,確定最佳材料組合,提升抗彎曲性能。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn):分析試樣在受力時(shí)的變形模式,優(yōu)化刀身弧度、厚度分布等結(jié)構(gòu)參數(shù),減少使用中的斷裂風(fēng)險(xiǎn)。
質(zhì)量控制:為生產(chǎn)企業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試方法,確保產(chǎn)品符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T27591—2025),提升市場(chǎng)競(jìng)爭力。