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拉力試驗機(jī)原理結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

更新時間:2025-07-02  |  點擊率:141

試驗機(jī)結(jié)構(gòu)工作原理

1. 控制系統(tǒng):

   核心大腦:通常是計算機(jī)(PC)或嵌入式控制器。

   拉力試驗機(jī)軟件:控制試驗過程(加載速率、模式、停止條件)、采集數(shù)據(jù)、實時顯示曲線、計算性能參數(shù)、生成報告。現(xiàn)代軟件功能強(qiáng)大,支持各種標(biāo)準(zhǔn)測試方法。

2. 加載單元(主機(jī)框架):

   框架:提供剛性支撐,承受試驗載荷。常見有單柱式(立式/臺式)和雙柱門式(立式)。

   驅(qū)動系統(tǒng):提供動力使橫梁移動。

   伺服電機(jī)驅(qū)動:最常見,精度高、噪音低、清潔、控制靈活(速度、位置、力控制)。通過滾珠絲杠或同步帶傳動。

   液壓驅(qū)動:用于超大載荷(如數(shù)百kN甚至MN級),成本相對低,但精度、噪音、維護(hù)、清潔度不如伺服電機(jī)。

    氣動驅(qū)動:用于較小載荷和簡單應(yīng)用,成本低,但控制精度和穩(wěn)定性較差。

    移動橫梁:由驅(qū)動系統(tǒng)帶動,上下移動施加或卸載載荷。

3.  力傳感器:

    核心測量元件:安裝在橫梁(或下夾具底座)上,直接測量施加在試樣上的力(載荷)。精度和量程是關(guān)鍵指標(biāo)。

4.  位移/變形測量系統(tǒng):

    橫梁位移:通過編碼器或光柵尺測量橫梁的移動距離,通常用于計算工程應(yīng)變或作為控制反饋。

    引伸計:測量試樣標(biāo)距段真實變形(應(yīng)變)的關(guān)鍵傳感器。接觸式(刀口式、夾式)和非接觸式(視頻引伸計、激光引伸計)兩種。對于精確測量彈性模量、屈服強(qiáng)度至關(guān)重要,尤其在試樣可能打滑或橫梁位移包含系統(tǒng)變形誤差時。

5. 夾具:

   連接試樣與試驗機(jī)的橋梁:根據(jù)試樣形狀、材料和測試類型(拉伸、壓縮、彎曲等)選擇不同的夾具(楔形夾具、螺紋夾具、平推夾具、壓縮板、彎曲壓頭/支座等)。

   關(guān)鍵要求:牢固夾持試樣不打滑,對中性好,盡量減少附加應(yīng)力。

拉力試驗機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

材料研發(fā):研究新材料配方、工藝對其力學(xué)性能的影響。

質(zhì)量控制:確保原材料、半成品、成品的力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范要求(如ISO, ASTM, GB, JIS等)。

失效分析:分析產(chǎn)品斷裂、變形等失效原因。

產(chǎn)品設(shè)計與驗證:為產(chǎn)品設(shè)計提供材料數(shù)據(jù)支撐,驗證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

教育科研:高校、研究所進(jìn)行力學(xué)教學(xué)和基礎(chǔ)研究。

拉力試驗機(jī)行業(yè)應(yīng)用:

金屬材料(線材、棒材、板材、型材、零部件)

塑料、橡膠等高分子材料(管材、薄膜、密封件)

紡織品、纖維、紗線、無紡布

紙張、包裝材料

粘合劑、膠帶、復(fù)合材料

建筑材料(鋼筋、混凝土試塊、土工布)

汽車零部件、航空航天材料

導(dǎo)管、縫合線、植入物)

電子電器(連接器、線纜、焊點)


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