拉力試驗(yàn)機(jī)原理結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

更新時(shí)間：2025-07-02 | 點(diǎn)擊率：470

試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)工作原理

1. 控制系統(tǒng)：

核心大腦：通常是計(jì)算機(jī)（PC）或嵌入式控制器。

拉力試驗(yàn)機(jī)軟件：控制試驗(yàn)過程（加載速率、模式、停止條件）、采集數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示曲線、計(jì)算性能參數(shù)、生成報(bào)告。現(xiàn)代軟件功能強(qiáng)大，支持各種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)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(yàn)載荷。常見有單柱式（立式/臺(tái)式）和雙柱門式（立式）。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：提供動(dòng)力使橫梁移動(dòng)。

伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)：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(dòng)。

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

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

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

3. 力傳感器：

核心測(cè)量元件：安裝在橫梁（或下夾具底座）上，直接測(cè)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(cè)量系統(tǒng)：

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

引伸計(jì)：測(cè)量試樣標(biāo)距段真實(shí)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(jì)、激光引伸計(jì)）兩種。對(duì)于精確測(cè)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(shí)。

5. 夾具：

連接試樣與試驗(yàn)機(jī)的橋梁：根據(jù)試樣形狀、材料和測(cè)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(duì)中性好，盡量減少附加應(yīng)力。

拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

材料研發(fā)：研究新材料配方、工藝對(duì)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(jì)與驗(yàn)證：為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供材料數(shù)據(jù)支撐，驗(yàn)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(yàn)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）