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一、基本原理：力與形變的關系
壓針設計
采用特定形狀的壓針（如邵氏硬度計中，A 型用端部為半徑 0.79mm 的鋼球壓針，D 型用角度為 30° 的圓錐壓針）。
壓針的形狀和尺寸直接影響測量結果，不同型號適用于不同硬度范圍的材料（如 A 型用于軟質橡膠，D 型用于硬質橡膠）。
施加壓力
通過彈簧或砝碼施加標準壓力，分為初載荷和主載荷：
初載荷：先施加較小的力（如 1kgf），使壓針與材料表面緊密接觸，消除表面不平整的影響。
主載荷：在初載荷基礎上，施加更大的力（如 A 型硬度計主載荷為 10kgf，D 型為 50kgf），使壓針刺入材料。
測量刺入深度
在主載荷作用下，壓針刺入材料的深度與材料硬度成反比：
材料越軟，壓針刺入越深，硬度值越低；
材料越硬，壓針刺入越淺，硬度值越高。
通過機械裝置或電子傳感器記錄刺入深度，并轉換為硬度值（邵氏硬度單位為 “HA” 或 “HD”）。
二、關鍵公式與單位
\( h_0 \)：壓針壓入硬度計砧座時的初始位置（基準深度）；
\( h \)：壓針在材料中的實際刺入深度；
\( k \)：常數（與儀器結構相關，通常為 0.025mm / 單位）。
單位：邵氏硬度值無量綱，直接用 “HA” 或 “HD” 表示（如 50HA 表示中等硬度橡膠）。
三、測量要點與影響因素
試樣要求
試樣厚度需≥6mm，若厚度不足可疊加（但不超過 3 層），且表面平整、無氣泡。
測試前需將試樣在標準環境（如 23℃±2℃，濕度 50%±5%）中放置至少 16 小時。
操作規范
壓針需垂直于試樣表面，避免傾斜導致測量偏差。
主載荷施加后，需在規定時間（如 10 秒）內讀取數值，避免材料蠕變影響結果。
影響因素
溫度：橡膠硬度隨溫度升高而降低，需嚴格控制測試環境溫度。
壓針磨損：長期使用后壓針可能變形，需定期校準（如使用標準硬度塊）。
材料各向異性：某些橡膠制品（如輪胎）存在方向性，需在不同方向測量取平均值。
四、常見類型與應用場景
類型 | 壓針形狀 | 測量范圍（HA/HD） | 典型應用場景 |
邵氏 A 型 | 半徑 0.79mm 鋼球 | 0-100HA | 軟質橡膠、海綿、密封圈等 |
邵氏 D 型 | 30° 圓錐壓針 | 0-100HD | 硬質橡膠、塑料、鞋底等 |
邵氏 AO 型 | 更小尺寸鋼球 | 0-60AO | 超軟橡膠（如乳膠） |
邵氏 OO 型 | 極軟材料專用壓針 | 0-30OO | 海綿、凝膠等極軟材料 |
五、校準與維護
校準工具：使用標準硬度塊（如硬度為 20HA、40HA、60HA 的標準塊）定期校準，確保壓針壓力和深度測量準確。
維護要點：清潔壓針和砧座表面，避免灰塵或雜質影響測量；檢查彈簧彈性，及時更換老化部件。
總結
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