拉力試驗機(jī)原理結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

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）