萬能材料試驗機的工作原理

1、萬能材料試驗機的工作原理點擊次數(shù)：290發(fā)布時間：2009-11-614:49:46萬能材料試驗機的工作原理萬能材料試驗是現(xiàn)代電子技術(shù)與機械傳動技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是充分發(fā)揮了機電各自特長而構(gòu)成的大型精密測試儀器，可對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剝離、剪切等多項性能試驗，且有測量范圍寬、精度高、響應(yīng)快等特點。工作可靠，效率高，可對試驗數(shù)據(jù)進行實時顯示記錄、打印。萬能材料試驗機是由測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及電腦（電腦系統(tǒng)型拉力試驗機）等結(jié)構(gòu)組成。.萬能材料試驗機的測量系統(tǒng)1.力值的測量通過測力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實現(xiàn)測量，最常用的測力傳感器是應(yīng)變片式傳感器。所謂應(yīng)變片式傳感器，就是

2、由【應(yīng)變片】、彈性元件和某些附件（補償元件、防護罩、接線插座、加載件組成），能將某種機械量變成電量輸出的器件。應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國內(nèi)外種類繁多，主要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳感器等類型。從材料力學(xué)上得知，在小變形條件下，一個彈性元件某一點的應(yīng)變與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例，當傳感器受到拉力P的作用時，由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片，因為彈性元件的應(yīng)變與外力P的大小成正比例，故此將應(yīng)變片接入測量電路中，即可通過測出其輸出電壓，從而測出力的大小。對于傳感器，一般采用差動全橋測量，即將所粘貼的應(yīng)變片組成橋路，R1、R2、R3、

3、R4,實際為阻彳1相等的4片（或8片）應(yīng)變片，即R1=R2=R3=R4當傳感器受到外力（拉力或壓力）作用時，傳感器彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)生變化，其變化值分另為aR1AR2、AR3AR4.,結(jié)果原來平衡的電橋，現(xiàn)在不平衡了，橋路就有電壓輸出，設(shè)E則E=R1R2/（R1+R22R1/R1-AR2/R2+AR3/R3-R4/R4）U式中U為外電源供給橋路的電壓進一步簡化有E=R2/4R2(R1/R-R2/R+AR3/R-R4/R)U將Ri/Ri=Ki代上上式則有E=UK/4（e1-e2+e3-e4）簡單來說，外力P引起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形，導(dǎo)致電橋的不平衡，從而引起傳感器輸出電壓的變化，我們

4、通過測量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。一般來說，傳感器的輸出信號都是非常微弱的，通常只有幾個mV如果我們直接對此信號進行測量，是非常困難的，并且不能滿足高精度測量要求。因此必須通過放大器將此微弱信號放大，放大后白M言號電壓可達10V,此時的信號為模擬信號，這個模擬信號經(jīng)過多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，然后進行數(shù)據(jù)處理，至此，力的測量告一段落。2 .形變的測量通過形變測量裝置來測量，它是用來測量試樣在試驗過程中產(chǎn)生的形變。該裝置上有兩個夾頭，經(jīng)過一系列傳動機構(gòu)與裝在測量裝置頂部的【光電編碼器】連在一起，當兩夾頭間的距離發(fā)生變化時，帶動光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn)，光電編碼器就會有脈沖信號輸

5、出。再由處理器對此信號進行處理，就可以得出試樣的變形量。3 .橫梁位移的測量其原理同變形測量大致相同，都是通過測量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來獲得橫梁的位移量。二 .萬能材料試驗機的驅(qū)動系統(tǒng)主要是用于試驗機的橫梁移動，其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機，電機經(jīng)過減速箱等一系列傳動機構(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)動，從而達到控制橫梁移動的目的。通過改變電機的轉(zhuǎn)速，可以改變橫梁的移動速度。三 .萬能材料試驗機的控制系統(tǒng)顧名思義，就是控制試驗機運作的系統(tǒng)，人們通過操作臺可以控制試驗機的運作，通過顯示屏可以獲知試驗機的狀態(tài)及各項試驗參數(shù)，若該機帶有電腦的話，也可以由電腦實現(xiàn)各項功能并進行數(shù)據(jù)處理分析、試驗結(jié)果打印。試驗機同電腦

6、之間的通信一般都是使用RS232串行通信方式，它通過計算機背后的串口（COMD）進行通信，此技術(shù)比較成熟、可靠，使用方便。四 .電腦用來采集和處理分析數(shù)據(jù)。進入試驗界面后，電腦會不斷采集各樣試驗數(shù)據(jù)，實時畫出試驗曲線（常用力一一位移的曲線），自動求出各試驗參數(shù)及輸出報表。電子萬能試驗機與液壓萬能試驗機的區(qū)別電子萬能試驗機與液壓萬能試驗機均屬于材料力學(xué)檢測儀器，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用性能、應(yīng)用范圍等方面具有各自的特點，用戶可根據(jù)所在行業(yè)具體使用環(huán)境來決定選用電子萬能試驗機還是液壓萬能試驗機。電子萬能試驗機與液壓萬能試驗機的區(qū)別如下：一、在結(jié)構(gòu)特點上電子萬能試驗機主要采用伺服電機作為動力源，絲杠、絲母

7、作為執(zhí)行部件，實現(xiàn)試驗機移動橫梁的速度控制。在傳動控制上，目前主要有兩種形式，同步帶和減速機；在測力上電子萬能試驗機均采用負荷傳感器。液壓萬能試驗機主要采用高壓液壓源為動力源，采用手動閥、伺服閥或比例閥作為控制元件進行控制。普通液壓萬能試驗機只能進行人工手動實現(xiàn)加載，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，受價格因素的影響，測力傳感器一般采用液壓壓力傳感器。而電液伺服類萬能試驗機則是采用伺服閥或比例閥作為控制元件進行控制，國內(nèi)有些廠家亦已經(jīng)采用高精度負荷傳感器來進行測力。二、在使用性能上電子萬能試驗機，不用油源，所以更清潔，使用維護更方便；它的試驗速度范圍可進行調(diào)整， 試驗速度可達0.001mm/min1000mm

8、/min,速比可達100萬倍之多， 試驗行程可按需要而定， 更靈活；測力精度高，有些甚至能達到0.2%;體積小、重量輕、空間大、方便加配相應(yīng)裝置來做各項材料力學(xué)試驗， 真正做到了一機多用。 目前國內(nèi)的主流試驗機廠家生產(chǎn)的電子萬能試驗機，均可以做到載荷控制、應(yīng)變控制、位移控制所謂的三閉環(huán)控制。液壓萬能試驗機，受油源流量的限制，試驗速度較低。手動液壓萬能試驗機，操作較為簡易，價格便宜，但控制精度較低；電液伺服萬能試驗機，則性能與電子萬能試驗機相比，除速度低外，控制精度也不遜色；采用負荷傳感器的微機控制電液伺服萬能試驗機，力值精度也可以達到0.5%左右，且在做大噸位的材料力學(xué)試驗時，更更可靠、更穩(wěn)定

9、、性價比更(Wj。三、在應(yīng)用范圍上電子萬能試驗機，廣泛應(yīng)用于各種金屬、非金屬及復(fù)合材料，如木材、塑料型材、電線電纜、紙張、薄膜、橡膠、醫(yī)藥、食品包裝材料、織物等進行拉伸性能指標的測試。同時可根據(jù)用戶提供的國內(nèi)、國際標準定做各種試驗數(shù)據(jù)處理軟件和試驗輔具。數(shù)字顯示電子萬能試驗機適合于只求力值、抗拉強度、抗壓強度等相關(guān)數(shù)據(jù)的用戶，如需求取較為復(fù)雜參數(shù)，微機控制電子萬能試驗機是更好的選擇。從性價比來說，30T以下的電子萬能試驗機更有優(yōu)勢。 液壓萬能試驗機主要用于金屬、 非金屬材料和零件、 部件、構(gòu)件的拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)性能試驗。液壓萬能試驗機是工礦企業(yè)、建筑建材、質(zhì)檢中心、水利水電、橋梁工程、科

10、研院所、大專院校力學(xué)試驗室的理想的試驗設(shè)備。手動控制的液壓萬能試驗機，價格便宜，適合工礦企業(yè)的成品檢驗、單一材料指標測試；而電液伺服萬能試驗機，則適合要求較高的鋼鐵、建材檢測類的試驗室。30T以上電液伺服萬能試驗機與電子萬能試驗機相比，更有價格優(yōu)勢。拉力試驗機的精度級別拉力試驗機按照測量力的量值、變形量值及其他參數(shù)所具有的準確度、以及拉力試驗機性能能夠達到的多項技術(shù)指標，可將其劃分為 0.5 級和 1 級兩個精度等級。拉力試驗機的精度級別的技術(shù)指標見表 1表 5。表 1:測力系統(tǒng)允許誤差精度級別最大允許值%示值相對誤差q示值重復(fù)性相對誤差b示值進回程相對誤差v零點相對誤差F0相對分辨力a0.5

11、士 0.50.5士 0.75士 0.250.251士1.01.0士 1.5士 0.50.5表 2:同軸度最大允許值精度級別同軸度最大允許值%0.512115表 3:橫梁移動速度相對誤差精度級別0.51橫梁移動速度相對誤差士 0.5士 1表 4:測力系統(tǒng)漂移允許值精度級別0.51零點漂移%士 0.5士 1表 5:引伸計級別和引伸計各項允許誤差引伸計最大允許值精度級別標距相對誤差qle%分辨力 a示值誤差 a示值進回程相對誤差心%相對re/li%絕對rem相對誤差qe%絕對誤差li-lt師0.5士 0.50.250.50.5士 1.5士 0.751士1.00.501.01.0士 3.0士 1.5既

12、然精度級別代表拉力試驗機的各項性能，那么通過精度級別就能準確快速了解拉力試驗機的整體性能表現(xiàn)。拉力試驗機的分類拉力試驗機通常也稱為材料試驗機、萬能試驗機，是采用機械加力來對材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗的精密檢測儀器，其使用行業(yè)范圍廣泛，是材料開發(fā)、物性試驗、教學(xué)研究、質(zhì)量控制、進料檢驗、生產(chǎn)線隨機檢驗等不可缺少的檢測設(shè)備。拉力試驗機的分類方法如下：一、按照自動化程度高低可分為1 .指針式拉力試驗機：這種傳統(tǒng)型的拉力試驗機由于測試精度低，性價比低，現(xiàn)在已經(jīng)基本上被數(shù)顯式拉力試驗機淘汰。但是在小力量范圍內(nèi)，就是我們常見的拉力計，常被工廠用于小制品的簡單力量測試，因其價格低廉，

13、還是頗受歡迎。2 .數(shù)顯式拉力試驗機也稱為微電腦型拉力試驗機：測試數(shù)據(jù)直接顯示在液晶屏上，測試項目比較固定，常用于工廠的質(zhì)量控制。3 .電腦系統(tǒng)拉力試驗機：是最通用的拉力試驗機，由于測試數(shù)據(jù)通過電腦采集，再經(jīng)過軟件程序的計算處理得出用戶想要的最終數(shù)據(jù)，而且可以通過報表的方式打印出來。常用于科研單位、檢測機構(gòu)、新產(chǎn)品開發(fā)等。二、按照控制系統(tǒng)可分為1 .變頻系統(tǒng)拉力試驗機：采用變頻馬達控制系統(tǒng)，拉伸、壓縮速度通過變頻調(diào)速器控制。2 .伺服系統(tǒng)拉力試驗機：采用伺服馬達控制系統(tǒng)，拉伸、壓縮速度及位移控制更準確。伺服馬達系統(tǒng)為伺服控制系統(tǒng)，采用智能反饋型運算，可以定速測試、循環(huán)測試、編程測試等。3 .其

14、他驅(qū)動方式拉力試驗機：通過直流馬達控制，該驅(qū)動方式的拉力試驗機由于性價比低，現(xiàn)已逐步被淘汰。三、按照行業(yè)及功能特點可分為1 .金屬拉力試驗機：金屬材料拉伸強度大，延伸率小，需要配置金屬標點引伸計。2 .橡膠拉力試驗機：橡膠或彈性體延伸率比較大，需附帶大標點伸長裝置，同時夾具設(shè)計要考慮適合橡膠的特性、不能打滑。可增配 O 型圈夾具、輪胎行業(yè)裝用夾具等。3 .塑料拉力試驗機：塑料的拉伸強度比橡膠大，延伸率有大有小，且常常要測試三點抗彎試驗。4 .紡織拉力試驗機：紡織行業(yè)需要測試織物面料剝離、穿刺、撕裂，單紗拉伸等測試，夾具及軟件比較特殊。5 .紙張拉力試驗機：紙張需要測試拉伸強度、環(huán)壓強度、豎壓、

15、平壓、邊壓、剝離強度等，夾具較多。6 .皮革拉力試驗機：皮革需要測試拉伸強度、撕裂強度等，測試項目比較簡單。電子拉力試驗機的工作原理電子拉力試驗機是拉力試驗機技術(shù)與機械傳動技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動化控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一臺大型精密力學(xué)檢測儀器，也是試驗室中最常用的力學(xué)檢測儀器，主要用于金屬、非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、剝離、剪切等多項力學(xué)性能測試，具有測量范圍寬、精度高、響應(yīng)快等特點，并可對試驗數(shù)據(jù)進行實時顯示記錄、存儲、打印輸出。因此，電子拉力試驗機被廣泛應(yīng)用于質(zhì)量監(jiān)督、教學(xué)科研、航空航天、鋼鐵冶金、汽車、建工建材等領(lǐng)域。盡管電子拉力試驗機用途十分廣泛，我們還須明確其工作原理是什么以及電

16、子拉力試驗機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成。電子拉力試驗機的工作原理：由驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)等各個子系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)、配合來完成材料力學(xué)性能測試。電子拉力試驗機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成：驅(qū)動系統(tǒng)主要是用于試驗機的橫梁移動，其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機，電機經(jīng)過減速箱等一系列傳動機構(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)動，從而達到控制橫梁移動的目的。通過改變電機的轉(zhuǎn)速，可以改變橫梁的移動速度?？刂葡到y(tǒng)顧名思義，就是控制試驗機運作的系統(tǒng)，人們通過操作臺可以控制試驗機的運作，通過顯示屏可以獲知試驗機的狀態(tài)及各項試驗參數(shù)。若設(shè)備連接電腦，也可以由電腦實現(xiàn)各項功能并進行數(shù)據(jù)處理分析、試驗結(jié)果打印。試驗機同電腦之間的通信一般都是使用 RS232 串行通信

17、方式，它通過計算機的串口進行通信，此技術(shù)比較成熟、可靠，使用方便。測量系統(tǒng)力值測量通過力量傳感器、信號放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實現(xiàn)測量，最常用的力量傳感器是應(yīng)變片式傳感器。所謂應(yīng)變片式傳感器，就是由應(yīng)變片、彈性元件和補償元件、防護罩、接線插座、加載件組成，能將某種機械量變成電量輸出的器件。應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國內(nèi)外種類繁多，主要有筒狀的、輪輻式的、S 雙連孔型的、十字梁式等傳感器。形變測量形變測量裝置上有兩個夾頭，經(jīng)過一系列傳動機構(gòu)與裝在測量裝置頂部的光電編碼器連在一起，當兩夾頭間的距離發(fā)生變化時，帶動光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn)，光電編碼器就會有脈沖信號輸出再由處理器對此信號進行處理，就可以得出試樣

18、的變形量。橫梁位移測量其原理同變形測量大致相同，都是通過測量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來獲得橫梁的位移量。材料力學(xué)性能試驗中常用的試驗機術(shù)語材料力學(xué)性能試驗中常用的試驗機術(shù)語簡述如下：S-N 圖在疲勞試驗中，用一組相同的試樣，應(yīng)力（S）相對與試樣至失效時的循環(huán)數(shù)（N）的曲線圖，稱為 S-N 圖。在 S-N 圖中的曲線，是由一組承受不同交變應(yīng)力下，確定其疲勞壽命的數(shù)據(jù)點來構(gòu)成的。應(yīng)力坐標可以代表應(yīng)力幅值，最大應(yīng)力或最小應(yīng)力。某種對數(shù)尺度的坐標經(jīng)常用來表示 N,有時也用來表示 So 伸長率拉伸試驗中測定的材料延性的度量。它是標距增量（斷裂以后測得）除以原始標距長度。伸長率越高表明延性越高。不能使用伸長

19、率去預(yù)測材料承受突加載荷或者重復(fù)載荷時的特性。體積彈性模量材料受到軸向載荷時應(yīng)力和體積變化量的比值，稱為體積彈比模量。以下等式表示了體積彈性模量與彈性模量（E）和泊松比（r）的關(guān)系：體積彈性模量 K=E/3（1-2r）o沖擊強度在沖擊試驗中，試樣經(jīng)受沖擊載荷而斷裂所需的能量。另外也可稱為沖擊能量、沖擊值、沖擊抗力、能量吸收值。它是材料韌度的一個指標值。沖擊能量沖擊試驗中，零件經(jīng)受沖擊載荷而斷裂所需的能量。另外的名稱有沖擊值、沖擊強度、沖擊抗力、能量吸收值。屈服強度在不引起塑性變形的情況下，材料能承受的最大應(yīng)力值，成為材料的屈服強度。在該應(yīng)力下，材料被規(guī)定產(chǎn)生一定量的永久變形，同時這個應(yīng)力也是材

20、料實際彈性極限的近似值。條件屈服強度可以通過應(yīng)力一一應(yīng)變圖來測定。它是應(yīng)力一一應(yīng)變曲線和一條平行于應(yīng)力一一應(yīng)變曲線中直線部分的線的交點，所對應(yīng)的應(yīng)力值。（稱為規(guī)定屈服強度）對于金屬而言，通常規(guī)定永久變形為 0.2%,也即規(guī)定線與 0 應(yīng)力軸的子交點在 0.2%應(yīng)變處。對于塑料來說，這個應(yīng)變值通常取 2%。屈服強度伸長率對在材料屈服強度時的應(yīng)變，是材料延性的一個示值。剛度是指塑料彎曲抗力的度量。同時包括塑性和彈性兩種特性，所以剛度只是彈性模量的表觀值而不是個真值（ASTMD-747 標準）。剛性模量是指承受剪切或扭轉(zhuǎn)載荷試樣的應(yīng)變是應(yīng)力的函數(shù)，剛性模量就是應(yīng)變對應(yīng)力的變化率。是通過扭轉(zhuǎn)試驗中測定

21、的彈性模量，也就是扭轉(zhuǎn)試驗和剪切試驗中的彈性模量。表觀剛性模量是在扭轉(zhuǎn)試驗中測得的塑料剛度的方法（ASTMD-1043）。之所以稱“表觀”，是因為試樣已超過其比例極限而可能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，計算出的數(shù)值不能代表材料彈性極限范圍內(nèi)的真實彈性模量。胡克定律應(yīng)力直接與應(yīng)變成正比。胡克定律（Hookeslaw）是假設(shè)材料屬于完全彈性的條件下得以成立的。它不考慮材料的塑性或者動態(tài)損耗等特性。材料試驗機夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展簡述本文對材料試驗機夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展簡述如下，供試驗室操作人員學(xué)習(xí)參考。材料試驗機是對材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗用的機械加力的試驗機，是材料開發(fā)、物性試驗、教學(xué)研究、質(zhì)量控制

22、、進料檢驗、生產(chǎn)線的隨機檢驗等不可缺少的檢測設(shè)備。材料試驗機工作的三個基本要素：加力裝置、夾具、力值顯示裝置和記錄，其工作流程一般為通過夾具夾持試樣材料、通過加力裝置、力值顯示裝置和記錄來判斷材料試樣是否合格或達到預(yù)定的性能指標。由此可見試驗機夾具在材料測試領(lǐng)域的重要性，材料試樣能否可靠有效地被夾持關(guān)系到試驗項目能否順利進行以及試驗結(jié)果的準確性和可靠性。沒有可靠的夾具，試驗結(jié)果就無從判斷。不同的材料測試項目需要配備不同的夾具，因此夾具是材料試驗機中根據(jù)材料試樣變化而經(jīng)常變化的一個部分，合理正確的使用夾具有利于試驗順利進行，提高試驗結(jié)果的準確性和可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型材料的廣泛應(yīng)用，以

23、及材料的特殊使用環(huán)境對材料試驗機試驗條件提出了更高的要求，在試驗機夾具的研發(fā)上融合了更先進的設(shè)計理念和制造技術(shù)，促進了試驗機夾具的發(fā)展。材料試驗機夾具的發(fā)展趨勢簡述如下：1、材料試驗機的發(fā)展方向是由制樣檢測向制品（即成品、半成品）檢測方向發(fā)展，這就要求與之相適應(yīng)的夾具由原來用于標準試樣試驗的夾具向用于成品檢測的夾具發(fā)展。2、夾具的使用向高效率、低勞動強度的方向發(fā)展。以往的夾具一般采用機械鎖緊，費時費力，勞動強度大，效率低。隨著工作環(huán)境的改善，及大批量試驗（生產(chǎn)流水線隨機抽檢的）需要，夾具的夾緊方式由原來的機械夾緊向氣壓夾緊、液壓夾緊等方向發(fā)展。3、全自動夾具：從試樣尺寸測量到裝夾，再到開始試驗

24、，最后出測試報告一次完成。此類夾具成本很高，僅適用于大批量的相同試樣或成品的測試和檢驗。4、高低溫環(huán)境試驗的增多，使用于高低溫的夾具種類增多。高低溫環(huán)境試驗的增多，給夾具的設(shè)計增加了難度。我們知道高溫拉伸試驗國家標準都有規(guī)定：圓試樣用螺紋，板試樣上有孔。由于連接方式固定，所以夾具的設(shè)計較為簡單。但高低溫試驗卻不同，它一般是在高低溫箱中做試驗，它的試樣一般標距短（一般為常溫試樣），這樣夾具就必須裝在高低溫箱內(nèi)，高低溫試驗一般由于試驗機行程受限制（試驗機在裝標準夾具時行程），這就要求夾具體積小，又要滿足試驗力，又要耐高溫、低溫，一般比較難設(shè)計。5、連續(xù)試驗夾具增多。由于過去一般是制樣檢測，試樣的拉

25、伸、壓縮是分開進行的（即拉伸、壓縮是用不同的夾具進行的），而現(xiàn)在成品檢測越來越多，試樣在同一次試驗中又要受拉伸，又要受壓縮，又要有高的效率，只能用同一種夾具既做拉伸又做壓縮。6、特殊行業(yè)用試驗夾具增多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新興的行業(yè)對試驗機夾具提出了新的要求，例如要求夾具結(jié)構(gòu)小、無磁性，耐腐蝕（在溶液中做試驗）等。簡要介紹金屬材料力學(xué)性能試驗種類本文簡要介紹金屬材料力學(xué)性能試驗種類，供試驗室操作人員學(xué)習(xí)參考。拉伸試驗拉伸試驗是材料力學(xué)性能測試中最常見的試驗方法之一。試驗中的彈性變形、塑性變形、斷裂等各階段真實地反映了材料抵抗外力作用的全過程。拉伸試驗所得到的材料強度和塑性性能數(shù)據(jù)對于設(shè)計和

26、選材、新材料的研制、材料的采購和驗收、產(chǎn)品的質(zhì)量控制、設(shè)備的安全和評估都有很重要的應(yīng)用價值和參考價值。彎曲試驗彎曲試驗主要用來檢驗材料在受彎曲載荷作用下的性能。因為機器零件（如脆性材料制作的刀具、橫梁、車軸等）是在彎曲載荷下工作的，需要對這些機件的材料進行彎曲試驗。彎曲試驗適用于測定脆性和低塑性材料的強度指標。壓縮試驗壓縮試驗是一種常用的試驗。在實際工程中，有很多承受壓縮載荷的構(gòu)件，例如大型廠房的立柱、起重機的支架、軋鋼機的壓縮螺栓、機器的機座等。這就需要對其原材料進行壓縮試驗評定。沖擊試驗金屬材料在使用過程中除要求有足夠的強度和塑性外，還要有足夠的韌性。所謂的韌性就是材料在彈性變形、塑性變形

27、和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性可分為靜力韌性、沖擊韌性和斷裂韌性，其中評價沖擊韌性的實驗方法為沖擊試驗。扭轉(zhuǎn)試驗在機械、石油、冶金等工程中有許多機械零件部件承受扭轉(zhuǎn)載荷的作用，如各種軸類零件（電機主軸、機床主軸、汽車傳動軸卜石油鉆桿等。因此，必須測定其相關(guān)材料的扭轉(zhuǎn)性能指標，為設(shè)計提供依據(jù)。剪切試驗在實際工程中，如用剪切機剪斷鋼絲或鋼板，工程結(jié)構(gòu)件中常用的銷、鍵、釧釘、螺栓等連接件都要承受剪切力。在這種情況下，構(gòu)件的設(shè)計和制造都需要考慮材料的抗剪強度，需要對材料進行剪切試驗。硬度試驗金屬硬度是金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的一種指標，廣泛應(yīng)用在

28、生產(chǎn)、科研及工程建設(shè)上。與上述各試驗種類相對應(yīng)的金屬材料力學(xué)性能試驗儀器有拉力試驗機、壓力試驗機、萬能試驗機、沖擊試驗機、扭轉(zhuǎn)試驗機、硬度試驗機、硬度計等。正確選購壓力試驗機壓力試驗機又稱為抗壓強度試驗機，是材料試驗機的一種，主要用于檢測各種固體材料的抗壓強度，通過檢測強度來確定產(chǎn)品是否達到強度等級生產(chǎn)標準。壓力試驗機主要測試技術(shù)指標是最大試驗力，即測試物體能承受多大的壓力才會變形或者碎裂，通常用公斤力來表示壓力，單位牛頓 N、千牛頓 KN,也有用公斤 KG、噸 T、千帕 KPa來表示。測試范圍一般是以最大試驗力為上限向下兼容，加壓裝置一般采用液壓做為動力源。不同行業(yè)的材質(zhì)抗壓強度不同，因此壓

29、力試驗機的測量范圍也有所不同，雖然測試范圍是以最大試驗力為上限向下兼容，但是用大量程的設(shè)備去測試抗壓要求很低的試樣，試驗結(jié)果的精確度就難保證，因此，各試驗機生產(chǎn)商都會在技術(shù)指標上標明力值測量量程，如：量程為 4%-100%F.So正確選購壓力試驗機的方法是：針對試樣的材質(zhì)和規(guī)格，向廠家了解壓力試驗機的型號及適用范圍，也可以提供試樣給廠家做一次試驗以便于壓力試驗機的選型。橡膠拉伸性能試驗中對橡膠拉力試驗機的功能要求橡膠材料因其具有良好彈性被廣泛運用于生產(chǎn)、生活各個領(lǐng)域，橡膠產(chǎn)品可謂包羅萬象，所以橡膠的拉伸性能就成為考察橡膠質(zhì)量好壞的一項重要指標。國家標準 GB/T528-1998硫化橡膠或熱塑性

30、橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定對檢測橡膠拉伸性能有明確規(guī)定，其中試樣主要以啞鈴狀試樣為主。 本文就橡膠拉伸性能試驗中對橡膠拉力試驗機的功能要求結(jié)合了相關(guān)標準和實戰(zhàn)經(jīng)驗作簡要闡述。檢測橡膠試樣拉伸性能就是對拉伸過程橡膠試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線的研究，試驗時按規(guī)定的速度啟動橡膠拉力試驗機，拉伸試樣并跟蹤試驗的標記，按要求記錄下列項目的幾項或全部。1 .斷裂強度-試樣斷裂時的力值；2 .定應(yīng)力伸長率-試樣拉伸至給定應(yīng)力時的伸長率；3 .屈服點伸長率-屈服點對應(yīng)的伸長率；4.扯斷伸長率-試樣斷裂時的伸長率；5.定伸應(yīng)力-試樣拉伸到給定伸長率時的力值；6.屈服點拉伸應(yīng)力-屈服點對應(yīng)的力值；7.拉伸強度-試樣拉伸至

31、斷裂過程中出現(xiàn)的最大力值。橡膠試驗過程中需要跟蹤的數(shù)據(jù)有兩項：拉力力值和標距變化量。所以用于測試橡膠拉伸性能的橡膠拉力試驗機必須滿足以下要求：1、有足夠長的夾具移動范圍。由于橡膠在拉伸時變形量很大，尤其是乳膠制品，伸長率有可能高達 1000%以上。所以在橡膠試樣斷裂之前，必須保證夾持器有足夠的行程。橡膠標準厚度試樣（國標 1、2、4 型啞鈴狀試樣的厚度為 2.00.2mm,3 型試樣的厚度為 1.00.1mm）斷裂時的標距一般都在 1 米以內(nèi)；特殊厚度試樣，如醫(yī)用橡膠手套的試樣，斷裂時標距有可能超過 1 米。所以夾具間移動范圍一般在 1 米到 1.5 米之間，這樣可以適合各種橡膠試樣的拉伸試驗

32、。2、有足夠精度的拉力測量和記錄裝置。橡膠拉伸不需要很大的力，拉力測量范圍不需要很大，但卻有一定的精度要求，一般精度為 0.01N。此外，由于檢測橡膠拉伸性能需要拉伸過程中的數(shù)個拉力值，而拉伸試驗又不可重復(fù)，所以即時準確記錄每個試驗段的拉力力值對于試驗成敗起著非常重要的作用。裝有高精度負荷傳感器的橡膠拉力試驗機可以精確記錄實時的拉力值，并通過電腦程序進行處理，以滿足橡膠拉伸試驗的要求。橡膠的標距測量是拉伸試驗中的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響到試驗的準確性。目前標距測量方法主要有兩種：手動測量和自動測量。手動測量就是在夾持器移動桿邊豎直設(shè)置一根標尺和兩根可在豎直方向上移動的水平標距桿，拉伸試驗時，靠目力觀察試樣上標距的變化，手動控制兩根標距桿，使之與試樣上的標距同步，同時記錄標距桿在標尺上的移動距離。手動測量的誤差非常大：（1）目力觀察試樣標距會引起一定的偏差；（2）靠手動移動標距桿始終無法準確跟蹤試樣標距變化；（3）試驗人員一邊移動標距桿，一邊很難記錄標距值，更無法在試驗結(jié)束后準確描述應(yīng)