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試驗機原理
閱讀：5022 發布時間：2015-1-8
試驗機原理
材料具有各種不同的使用性能，如化學性能、物理性能、力學性能。對于用于各種工程結構和機器零件的結構材料來說重要的是力學性能。力學性能是指材料在外加載荷與環境因素聯合作用下所表現的行為，也就是材料抵抗外加載荷引起變形和斷裂的能力。材料的力學性能試驗是工程中廣泛應用的一種試驗，它為機械、土木工程、冶及其它各種工業部門提供可靠的材料的力學性能參數，便于合理地使用材料，保證機器(結構)及其零件(構件)的安全工作。研究材料力學性能的基本方法是按照家標準、在規定的條件下進行試驗。
材料試驗機是力學性能測試基本重要的實驗設備。試驗機基本的功能是對試件施加載荷并測定材料在試驗載荷下的力學性能。根據施加載荷的類型,試驗機可分為拉力、壓力、扭轉、沖擊和疲勞等試驗機, 根據所加載荷的性質, 又可分為靜態試驗機和動態試驗機。
一、微機控制電子試驗機
1、電子試驗機工作原理
電子試驗機是采用電子裝置對載荷和試件的變形及橫梁的位移進行的控制、測量、自動顯示和自動記錄, 如配備了計算機,則可以進行程序控制并對試驗結果進行處理; 它采用伺服電機和機械傳動系統對試件加載,有準確的加載速度和寬的速度范圍(0.05~500mm/min),如將負荷測量、變形測量、速度控制、函數發生器及機械傳動系統構成閉環系統,則能實現恒載荷、恒應變等各種控制方式。其工作原理圖如圖2-1所示 ：
1、CMT5000微機控制電子試驗機，大負荷100KN，由上海佰衡儀器生產。
2、CHT4000微機控制電液伺服試驗機，大負荷100KN，由上海佰衡儀器生產。
3、微機控制電子試驗機使用說明
試驗機由主機、控制臺和微機三個部分組成。控制臺是試驗機的控制中心和試驗信號處理中心。不使用計算機，試驗機仍然可以控制和操作。
4、使用方法：
①.選擇負荷衰減檔，1檔為100KN;按[清零]鍵使載荷顯示清零和電標定。
②. 從0.5~500mm/min的橫梁移動速度可以按鍵選擇。[?10]鍵燈亮表示設定速度值衰減10倍。使用計算機控制軟件時，自動設定使[?10]鍵燈亮，速度衰減10倍。
③.[上升][下降][停止]為控制功能鍵，控制橫梁按設定速度移動活動橫梁上升、下降或停止。
?、?橫梁位移顯示可隨時清零。
⑤. 如有必要，可安裝X-Y記錄儀記錄試驗曲線。
5、控制軟件介紹
?、?點擊本軟件，打開測量顯示窗口如圖1所示;
②.選擇試驗方案圖2，用戶對各個試驗進行個性化設置;
?、?選擇用戶參數向導圖3，用戶通過此向導添加自己需要的參數;
④.程序還具有 Excel數據處理、試驗結果調整、聯機設置、線性修正、曲線放大等功能;
?、?后進行報告輸出。
二、微機控制扭轉試驗機
微機控制扭轉試驗機性能：
1、滿足GB10128-1988《屬室溫扭轉試驗方法》的要求。
2、采用進口交流伺服電機提供動力，通過進口全數字交流伺服器控制，使速度控制精度更高，并且傳動效率高、噪音低，運動平穩。
3、通過對原“SANS”電氣控制系統的改進，使電氣控制系統不但保持了原有設計的優點，同時更加適應扭轉機的要求，使用和操作更加方便。
4、在內采用扭矩測量120000碼，全程不分檔技術，使測量全程的分辨率不變。
5、扭轉角測量通過光電編碼器實現。不但消除了溫漂、零漂的影響，同時，通過四倍頻技術，使測量精度更高。扭轉角測量的小精度為0.006°。
6、速度無級可調，并可根據試驗要求設置多段試驗速度。
7、可以正反施加扭矩。
8、主動夾頭具有自動對中裝置，避免了試驗前，兩夾頭對中的麻煩。
9、具有試樣保護功能，*消除了試樣在夾持時的初夾力，使試驗更加準確。
10、被動夾頭軸向移動靈活阻力小。同時通過*的間隙調整機構，使被動夾頭在受力時其傾翻間隙為0。
11、*的扭轉試驗軟件，各種單位可以設置并轉換，使用更加方便。
12、善的小鍵盤操作功能。在計算機上設定好試驗方案后，除試驗數據處理外，其余工作都可以通過小鍵盤操作，避免了操作人員在計算機和機器之間的來回奔波，減輕了工作強度。
三、電阻應變測量儀器
1、YJ-31型靜態電阻應變儀圖2-12;
2、YJ-25型數字靜態應變儀圖2-13
3、YD-15型動態應變儀圖2-14
四、其他儀器
1、常用引伸計：引伸計是感受試件變形的傳感器。應變計式的引伸計由于原理簡單、安裝方便，目前是廣泛使用的一種類型。引伸計按測量對象，可分為軸向引伸計、橫向引伸計、夾式引伸計。
2、引伸計的主要組成和原理：
應變片、變形傳遞桿、彈性元件、限位標距桿、刀刃和夾緊彈簧等。測量變形時, 將引伸計裝卡于試件上,刀刃與試件接觸而感受兩刀刃間距內的伸長,通過變形桿使彈性元件產生應變, 應變片將其轉換為電阻變化量,再用適當的測量放大電路轉換為電壓信號。
3、傳感器標定裝置
材料具有各種不同的使用性能，如化學性能、物理性能、力學性能。對于用于各種工程結構和機器零件的結構材料來說重要的是力學性能。力學性能是指材料在外加載荷與環境因素聯合作用下所表現的行為，也就是材料抵抗外加載荷引起變形和斷裂的能力。材料的力學性能試驗是工程中廣泛應用的一種試驗，它為機械、土木工程、冶及其它各種工業部門提供可靠的材料的力學性能參數，便于合理地使用材料，保證機器(結構)及其零件(構件)的安全工作。研究材料力學性能的基本方法是按照家標準、在規定的條件下進行試驗。
材料試驗機是力學性能測試基本重要的實驗設備。試驗機基本的功能是對試件施加載荷并測定材料在試驗載荷下的力學性能。根據施加載荷的類型,試驗機可分為拉力、壓力、扭轉、沖擊和疲勞等試驗機, 根據所加載荷的性質, 又可分為靜態試驗機和動態試驗機。
一、微機控制電子試驗機
1、電子試驗機工作原理
電子試驗機是采用電子裝置對載荷和試件的變形及橫梁的位移進行的控制、測量、自動顯示和自動記錄, 如配備了計算機,則可以進行程序控制并對試驗結果進行處理; 它采用伺服電機和機械傳動系統對試件加載,有準確的加載速度和寬的速度范圍(0.05~500mm/min),如將負荷測量、變形測量、速度控制、函數發生器及機械傳動系統構成閉環系統,則能實現恒載荷、恒應變等各種控制方式。其工作原理圖如圖2-1所示 ：
1、CMT5000微機控制電子試驗機，大負荷100KN，由上海佰衡儀器生產。
2、CHT4000微機控制電液伺服試驗機，大負荷100KN，由上海佰衡儀器生產。
3、微機控制電子試驗機使用說明
試驗機由主機、控制臺和微機三個部分組成。控制臺是試驗機的控制中心和試驗信號處理中心。不使用計算機，試驗機仍然可以控制和操作。
4、使用方法：
①.選擇負荷衰減檔，1檔為100KN;按[清零]鍵使載荷顯示清零和電標定。
②. 從0.5~500mm/min的橫梁移動速度可以按鍵選擇。[?10]鍵燈亮表示設定速度值衰減10倍。使用計算機控制軟件時，自動設定使[?10]鍵燈亮，速度衰減10倍。
③.[上升][下降][停止]為控制功能鍵，控制橫梁按設定速度移動活動橫梁上升、下降或停止。
?、?橫梁位移顯示可隨時清零。
⑤. 如有必要，可安裝X-Y記錄儀記錄試驗曲線。
5、控制軟件介紹
?、?點擊本軟件，打開測量顯示窗口如圖1所示;
②.選擇試驗方案圖2，用戶對各個試驗進行個性化設置;
?、?選擇用戶參數向導圖3，用戶通過此向導添加自己需要的參數;
④.程序還具有 Excel數據處理、試驗結果調整、聯機設置、線性修正、曲線放大等功能;
?、?后進行報告輸出。
二、微機控制扭轉試驗機
微機控制扭轉試驗機性能：
1、滿足GB10128-1988《屬室溫扭轉試驗方法》的要求。
2、采用進口交流伺服電機提供動力，通過進口全數字交流伺服器控制，使速度控制精度更高，并且傳動效率高、噪音低，運動平穩。
3、通過對原“SANS”電氣控制系統的改進，使電氣控制系統不但保持了原有設計的優點，同時更加適應扭轉機的要求，使用和操作更加方便。
4、在內采用扭矩測量120000碼，全程不分檔技術，使測量全程的分辨率不變。
5、扭轉角測量通過光電編碼器實現。不但消除了溫漂、零漂的影響，同時，通過四倍頻技術，使測量精度更高。扭轉角測量的小精度為0.006°。
6、速度無級可調，并可根據試驗要求設置多段試驗速度。
7、可以正反施加扭矩。
8、主動夾頭具有自動對中裝置，避免了試驗前，兩夾頭對中的麻煩。
9、具有試樣保護功能，*消除了試樣在夾持時的初夾力，使試驗更加準確。
10、被動夾頭軸向移動靈活阻力小。同時通過*的間隙調整機構，使被動夾頭在受力時其傾翻間隙為0。
11、*的扭轉試驗軟件，各種單位可以設置并轉換，使用更加方便。
12、善的小鍵盤操作功能。在計算機上設定好試驗方案后，除試驗數據處理外，其余工作都可以通過小鍵盤操作，避免了操作人員在計算機和機器之間的來回奔波，減輕了工作強度。
三、電阻應變測量儀器
1、YJ-31型靜態電阻應變儀圖2-12;
2、YJ-25型數字靜態應變儀圖2-13
3、YD-15型動態應變儀圖2-14
四、其他儀器
1、常用引伸計：引伸計是感受試件變形的傳感器。應變計式的引伸計由于原理簡單、安裝方便，目前是廣泛使用的一種類型。引伸計按測量對象，可分為軸向引伸計、橫向引伸計、夾式引伸計。
2、引伸計的主要組成和原理：
應變片、變形傳遞桿、彈性元件、限位標距桿、刀刃和夾緊彈簧等。測量變形時, 將引伸計裝卡于試件上,刀刃與試件接觸而感受兩刀刃間距內的伸長,通過變形桿使彈性元件產生應變, 應變片將其轉換為電阻變化量,再用適當的測量放大電路轉換為電壓信號。
3、傳感器標定裝置