拉力試驗機原理結構及應用

試驗機結構工作原理

1. 控制系統：

   核心大腦：通常是計算機（PC）或嵌入式控制器。

   拉力試驗機軟件：控制試驗過程（加載速率、模式、停止條件）、采集數據、實時顯示曲線、計算性能參數、生成報告?，F代軟件功能強大，支持各種標準測試方法。

2. 加載單元（主機框架）：

   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）。

   驅動系統：提供動力使橫梁移動。

   伺服電機驅動：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。

   液壓驅動：用于超大載荷（如數百kN甚至MN級），成本相對低，但精度、噪音、維護、清潔度不如伺服電機。

    氣動驅動：用于較小載荷和簡單應用，成本低，但控制精度和穩定性較差。

    移動橫梁：由驅動系統帶動，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）。精度和量程是關鍵指標。

4.  位移/變形測量系統：

    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變或作為控制反饋。

    引伸計：測量試樣標距段真實變形（應變）的關鍵傳感器。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、屈服強度至關重要，尤其在試樣可能打滑或橫梁位移包含系統變形誤差時。

5. 夾具：

   連接試樣與試驗機的橋梁：根據試樣形狀、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）。

   關鍵要求：牢固夾持試樣不打滑，對中性好，盡量減少附加應力。

拉力試驗機應用領域

材料研發：研究新材料配方、工藝對其力學性能的影響。

質量控制：確保原材料、半成品、成品的力學性能符合標準或規范要求（如ISO, ASTM, GB, JIS等）。

失效分析：分析產品斷裂、變形等失效原因。

產品設計與驗證：為產品設計提供材料數據支撐，驗證產品結構強度。

教育科研：高校、研究所進行力學教學和基礎研究。

拉力試驗機行業應用：

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

導管、縫合線、植入物）

電子電器（連接器、線纜、焊點）