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光伏玻璃作為光伏組件的關(guān)鍵封裝材料，其機械強度直接關(guān)系到組件的長期可靠性。四點彎曲測試是評估其機械性能的核心手段。本文簡要介紹了光伏玻璃的功能與特性，詳細(xì)闡述了進行四點彎曲測試的原因、目的、測試原理及標(biāo)準(zhǔn)化操作步驟，并介紹了TSKL-3500玻璃四點抗彎試驗機在該測試中的應(yīng)用。

一、 光伏玻璃概述

光伏玻璃是一種應(yīng)用于太陽能光伏組件的特種玻璃，主要功能是保護內(nèi)部的電池片免受水汽、腐蝕、紫外線老化及機械沖擊等外界環(huán)境因素的影響。與普通玻璃相比，它必須具備以下關(guān)鍵特性：
1、高透光率：確保太陽光能最大限度地到達(dá)電池片，提升發(fā)電效率。
2、高機械強度：能夠承受風(fēng)壓、雪載、冰雹沖擊等靜態(tài)和動態(tài)載荷。
3、優(yōu)良的耐候性：在長達(dá)25年以上的戶外惡劣環(huán)境中保持性能穩(wěn)定。
為確保其機械強度滿足設(shè)計要求，四點彎曲測試成為了生產(chǎn)及質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中不可或缺的檢驗項目。

二、 四點彎曲測試的原因與目的

1. 測試原因
光伏組件在實際運行中，其表面承受的載荷（如積雪、風(fēng)壓）通常是均勻分布的。四點彎曲測試正是為了模擬這種受力狀態(tài)，比三點彎曲測試更能真實地反映玻璃在均布載荷下的力學(xué)行為，并能更有效地暴露其最薄弱區(qū)域的缺陷。
2. 測試目的
● 測定彎曲強度：精確測量光伏玻璃在斷裂前所能承受的最大彎曲應(yīng)力，單位為兆帕（MPa）。這是評估其抗風(fēng)壓和抗雪載能力的核心指標(biāo)。
● 評估材料均勻性：通過測試一組樣品，分析其斷裂強度的離散性，從而判斷生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品內(nèi)部是否存在微裂紋、雜質(zhì)等缺陷。
● 驗證產(chǎn)品設(shè)計：驗證特定厚度（如2.0mm, 3.2mm）的光伏玻璃是否達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 30984.1）或客戶特定的強度要求。
● 質(zhì)量控制與改進：為生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持，確保出廠產(chǎn)品的一致性與可靠性。
 

三、 測試方法與步驟

測試設(shè)備：TSKL-3500玻璃四點抗彎試驗機
測試原理：
將矩形光伏玻璃樣品水平放置于兩個平行的下支撐輥上。通過兩個平行的上加載輥向樣品上表面施加壓力。在兩個上加載輥之間的區(qū)域，樣品承受恒定且最大的彎矩。持續(xù)施加壓力直至樣品斷裂，系統(tǒng)自動記錄斷裂時的最大載荷。
標(biāo)準(zhǔn)化測試步驟：
1、樣品準(zhǔn)備：
從同一批次的成品光伏玻璃中隨機抽取規(guī)定數(shù)量的樣品。
按標(biāo)準(zhǔn)要求將樣品切割至規(guī)定尺寸（如1100mm × 360mm），并對所有邊角進行精細(xì)磨邊，以消除邊緣應(yīng)力集中。
清潔樣品表面，確保無污漬、指印等。
2、設(shè)備準(zhǔn)備：
根據(jù)樣品尺寸，調(diào)整上下夾具的跨距。典型設(shè)置下夾具跨距為1000mm，上夾具跨距為500mm。
檢查并確認(rèn)設(shè)備各部件，特別是防護罩已處于安全狀態(tài)。
開機初始化，將力值、位移等參數(shù)歸零。
3、裝樣：
放下TSKL-3500的半自動上料系統(tǒng)的可折疊防護罩，并將支撐軸上的滾輪調(diào)至90度（豎直位置）。
操作人員將玻璃樣品抬至滾輪上，利用滾輪的轉(zhuǎn)動，從后方將樣品平穩(wěn)推送到測試位置的中央，確保樣品與支撐輥和加載輥均保持垂直。
調(diào)整支撐軸，將滾輪放下，使其脫離樣品，避免測試過程中產(chǎn)生干涉。

4、測試執(zhí)行：
升起防護罩至閉合狀態(tài)。防護罩的透明亞克力部分便于觀察測試過程，下方的碎片收集抽屜用于收集斷裂后的玻璃碎屑。
在控制系統(tǒng)中設(shè)置測試參數(shù)，主要包括：
● 試驗速度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置加載速率（通常為恒定速率，如2mm/min）。
● 終止條件：設(shè)置為樣品斷裂后自動停止。
啟動測試。伺服電機通過控制系統(tǒng)驅(qū)動滾珠絲桿，使上加載輥勻速向下施加載荷。
5、數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析：
測試機在樣品斷裂瞬間自動停止，并記錄最大斷裂載荷（F）。
系統(tǒng)軟件根據(jù)預(yù)設(shè)的公式（考慮跨距、樣品寬度與厚度）自動計算出彎曲強度值。
收集不銹鋼抽屜中的玻璃碎片，清理測試區(qū)域。
對同一批次的所有樣品重復(fù)上述步驟，最后進行統(tǒng)計分析，計算平均彎曲強度和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

四、 TSKL-3500玻璃四點抗彎試驗機簡介

TSKL-3500是一款專為大尺寸玻璃力學(xué)測試設(shè)計的高精度設(shè)備，其技術(shù)特點確保了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。
1、高精度測力系統(tǒng)：配備10KN拉壓負(fù)荷傳感器，試驗力準(zhǔn)確度優(yōu)于示值的±0.5%，分辨率高達(dá)最大試驗力的±1/10000，能夠精確捕捉玻璃斷裂的瞬間載荷。
2、穩(wěn)定可靠的執(zhí)行機構(gòu)：采用伺服電機與滾珠絲桿副的驅(qū)動方案，配合精密減速機，實現(xiàn)了0.01-500mm/min范圍內(nèi)無級調(diào)速的平穩(wěn)、精確位移控制。
3、靈活的測試治具：上下夾具跨距可調(diào)范圍大（下夾具20-1500mm），并采用R50橡膠條墊襯，能有效適配不同規(guī)格的光伏玻璃測試，且避免應(yīng)力集中損傷樣品表面。
4、全面的安全防護：
● 防護罩系統(tǒng)：由固定半折疊護罩、頂部護罩和碎片收集抽屜構(gòu)成，有效防止測試過程中玻璃碎片飛濺，保障操作人員安全。
● 電氣保護：具備限位保護和超載保護（超過最大負(fù)荷10%自動停止）功能。
5、人性化設(shè)計：半自動上料滾輪系統(tǒng)降低了大型樣品的搬運和定位難度，提高了測試效率并減少了人工操作風(fēng)險。

結(jié)論

四點彎曲測試是量化評估光伏玻璃機械性能的權(quán)威方法。通過使用TSKL-3500這類高精度、專業(yè)化的試驗機，制造商能夠嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量，確保每一片出廠的光伏玻璃都具備足夠的強度，為光伏組件在復(fù)雜戶外環(huán)境下的長期、穩(wěn)定、安全運行奠定堅實的基礎(chǔ)。