電腦拉力試驗機的概述

功能與用途

• 功能：主要用于對材料或構(gòu)件進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切等多種力學(xué)性能試驗，能夠精確測量和記錄在試驗過程中材料所承受的力值、位移、變形等參數(shù)，并通過專業(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、汽車零部件、航空航天等眾多行業(yè)和領(lǐng)域。在材料研發(fā)過程中，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)，能對原材料和成品進行質(zhì)量檢測，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，是進行材料力學(xué)實驗教學(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。

工作原理

• 力的施加原理：通常采用電機驅(qū)動絲杠或液壓系統(tǒng)來施加力。電機驅(qū)動絲杠的方式是通過電機的轉(zhuǎn)動帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，使與絲杠相連的移動橫梁產(chǎn)生上下移動，從而對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，通過液壓油的壓力推動活塞運動，進而實現(xiàn)對試樣的力加載。

• 測量原理：力值測量一般采用高精度的力傳感器，當(dāng)試樣受到力的作用時，力傳感器會產(chǎn)生與力值成正比的電信號，該信號經(jīng)過放大、濾波等處理后，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸?shù)接嬎銠C中進行顯示和記錄。位移測量通常通過安裝在絲杠或移動橫梁上的位移傳感器來實現(xiàn)，位移傳感器可以實時監(jiān)測移動橫梁的位置變化，從而得到試樣在受力過程中的位移數(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

• 機械結(jié)構(gòu)

• 主機框架：一般由高強度的金屬材料制成，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，能夠承受試驗過程中產(chǎn)生的較大作用力，確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

• 移動橫梁：在電機或液壓系統(tǒng)的驅(qū)動下，可沿主機框架的立柱上下移動，用于安裝夾具和對試樣施加力。移動橫梁的移動速度和行程可根據(jù)試驗需求進行調(diào)節(jié)。

• 夾具：用于固定試樣，根據(jù)不同的試驗類型和試樣形狀、尺寸，有多種類型的夾具可供選擇，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中性，以保證試樣在試驗過程中不發(fā)生滑動或偏移。

• 電氣控制系統(tǒng)

• 電機及驅(qū)動系統(tǒng)：為移動橫梁的運動提供動力，電機的功率和轉(zhuǎn)速根據(jù)試驗機的量程和試驗速度要求進行選擇。驅(qū)動系統(tǒng)包括電機控制器、變頻器等，可實現(xiàn)對電機的精確控制，使移動橫梁以不同的速度平穩(wěn)運行。

• 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，負責(zé)采集力值、位移等試驗數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為計算機能夠處理的數(shù)字信號。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)確捕捉試驗過程中的瞬間變化。

• 計算機及軟件：計算機作為試驗機的控制中心，通過專用的試驗軟件對整個試驗過程進行控制和操作。軟件具有友好的用戶界面，可實現(xiàn)試驗參數(shù)的設(shè)置、試驗過程的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)的分析和處理、試驗報告的生成等功能。

技術(shù)參數(shù)

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

• 精度等級：表示試驗機測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，一般分為 0.5 級、1 級、2 級等，精度等級越高，測量誤差越小。例如，0.5 級的試驗機力值測量誤差不超過 ±0.5%，位移測量誤差不超過 ±0.5% FS（滿量程）。

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