電腦拉力試驗(yàn)機(jī)的概述

功能與用途

• 功能：主要用于對(duì)材料或構(gòu)件進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切等多種力學(xué)性能試驗(yàn)，能夠精確測(cè)量和記錄在試驗(yàn)過(guò)程中材料所承受的力值、位移、變形等參數(shù)，并通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件繪制出相應(yīng)的力 - 位移曲線、應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線等，為材料的性能分析和研究提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

• 用途：廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、橡膠、纖維、復(fù)合材料、建筑材料、汽車(chē)零部件、航空航天等眾多行業(yè)和領(lǐng)域。在材料研發(fā)過(guò)程中，可幫助研究人員了解新材料的力學(xué)性能，為材料的配方設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化提供依據(jù)；在產(chǎn)品質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，能對(duì)原材料和成品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保產(chǎn)品符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求；在教學(xué)和科研領(lǐng)域，是進(jìn)行材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究的重要設(shè)備，有助于學(xué)生和科研人員深入理解材料的力學(xué)行為和性能特點(diǎn)。

工作原理

• 力的施加原理：通常采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠或液壓系統(tǒng)來(lái)施加力。電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠的方式是通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，使與絲杠相連的移動(dòng)橫梁產(chǎn)生上下移動(dòng)，從而對(duì)安裝在夾具之間的試樣施加拉伸或壓縮力；液壓系統(tǒng)則是利用油泵將液壓油輸送到液壓缸中，通過(guò)液壓油的壓力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的力加載。

• 測(cè)量原理：力值測(cè)量一般采用高精度的力傳感器，當(dāng)試樣受到力的作用時(shí)，力傳感器會(huì)產(chǎn)生與力值成正比的電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示和記錄。位移測(cè)量通常通過(guò)安裝在絲杠或移動(dòng)橫梁上的位移傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，位移傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)移動(dòng)橫梁的位置變化，從而得到試樣在受力過(guò)程中的位移數(shù)據(jù)。根據(jù)力值和位移數(shù)據(jù)，結(jié)合試樣的原始尺寸等參數(shù)，就可以計(jì)算出材料的應(yīng)力、應(yīng)變等力學(xué)性能指標(biāo)。

結(jié)構(gòu)組成

• 機(jī)械結(jié)構(gòu)

• 主機(jī)框架：一般由高強(qiáng)度的金屬材料制成，如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或鋁合金等，具有良好的剛性和穩(wěn)定性，能夠承受試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的較大作用力，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

• 移動(dòng)橫梁：在電機(jī)或液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，可沿主機(jī)框架的立柱上下移動(dòng)，用于安裝夾具和對(duì)試樣施加力。移動(dòng)橫梁的移動(dòng)速度和行程可根據(jù)試驗(yàn)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

• 夾具：用于固定試樣，根據(jù)不同的試驗(yàn)類(lèi)型和試樣形狀、尺寸，有多種類(lèi)型的夾具可供選擇，如楔形夾具、平推夾具、纏繞夾具等，夾具應(yīng)具有足夠的夾緊力和良好的對(duì)中性，以保證試樣在試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生滑動(dòng)或偏移。

• 電氣控制系統(tǒng)

• 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：為移動(dòng)橫梁的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的量程和試驗(yàn)速度要求進(jìn)行選擇。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)控制器、變頻器等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制，使移動(dòng)橫梁以不同的速度平穩(wěn)運(yùn)行。

• 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由力傳感器、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集卡等組成，負(fù)責(zé)采集力值、位移等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有較高的采樣頻率和精度，能夠準(zhǔn)確捕捉試驗(yàn)過(guò)程中的瞬間變化。

• 計(jì)算機(jī)及軟件：計(jì)算機(jī)作為試驗(yàn)機(jī)的控制中心，通過(guò)專(zhuān)用的試驗(yàn)軟件對(duì)整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行控制和操作。軟件具有友好的用戶(hù)界面，可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置、試驗(yàn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)的分析和處理、試驗(yàn)報(bào)告的生成等功能。

技術(shù)參數(shù)

• 最大試驗(yàn)力：是指試驗(yàn)機(jī)能夠施加的最大力值，通常以牛頓（N）或千牛（kN）為單位，常見(jiàn)的量程有 5kN、10kN、20kN、50kN、100kN 等，用戶(hù)可根據(jù)需要測(cè)試的材料或產(chǎn)品的力學(xué)性能范圍選擇合適量程的試驗(yàn)機(jī)。

• 精度等級(jí)：表示試驗(yàn)機(jī)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，一般分為 0.5 級(jí)、1 級(jí)、2 級(jí)等，精度等級(jí)越高，測(cè)量誤差越小。例如，0.5 級(jí)的試驗(yàn)機(jī)力值測(cè)量誤差不超過(guò) ±0.5%，位移測(cè)量誤差不超過(guò) ±0.5% FS（滿(mǎn)量程）。

• 試驗(yàn)速度：指移動(dòng)橫梁的移動(dòng)速度，通常在 0.01mm/min - 500mm/min 范圍內(nèi)可調(diào)，不同的材料和試驗(yàn)要求需要不同的試驗(yàn)速度，如對(duì)于脆性材料，試驗(yàn)速度一般較慢，而對(duì)于塑性材料，試驗(yàn)速度可以適當(dāng)加快