試驗(yàn)機(jī)原理

材料具有各種不同的使用性能，如化學(xué)性能、物理性能、力學(xué)性能。對(duì)于用于各種工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)材料來(lái)說(shuō)zui重要的是力學(xué)性能。力學(xué)性能是指材料在外加載荷與環(huán)境因素聯(lián)合作用下所表現(xiàn)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(xué)性能試驗(yàn)是工程中廣泛應(yīng)用的一種試驗(yàn)，它為機(jī)械制造、土木工程、冶金及其它各種工業(yè)部門提供可靠的材料的力學(xué)性能參數(shù)，便于合理地使用材料，保證機(jī)器（結(jié)構(gòu)）及其零件（構(gòu)件）的安全工作。研究材料力學(xué)性能的基本方法是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、在規(guī)定的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。

　　材料試驗(yàn)機(jī)是力學(xué)性能測(cè)試zui基本zui重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)機(jī)zui基本的功能是對(duì)試件施加載荷并測(cè)定材料在試驗(yàn)載荷下的力學(xué)性能。根據(jù)施加載荷的類型,試驗(yàn)機(jī)可分為拉力、壓力、扭轉(zhuǎn)、沖擊和疲勞等試驗(yàn)機(jī), 根據(jù)所加載荷的性質(zhì), 又可分為靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)。

　　一、微機(jī)控制電子試驗(yàn)機(jī)

　　1、電子試驗(yàn)機(jī)工作原理

　　電子試驗(yàn)機(jī)是采用電子裝置對(duì)載荷和試件的變形及橫梁的位移進(jìn)行的控制、測(cè)量、自動(dòng)顯示和自動(dòng)記錄, 如配備了計(jì)算機(jī),則可以進(jìn)行程序控制并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理; 它采用伺服電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)試件加載,有準(zhǔn)確的加載速度和寬的速度范圍（0.05~500mm/min）,如將負(fù)荷測(cè)量、變形測(cè)量、速度控制、函數(shù)發(fā)生器及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng),則能實(shí)現(xiàn)恒載荷、恒應(yīng)變等各種控制方式。其工作原理圖如圖2-1所示 ：

　　1、CMT5000微機(jī)控制電子試驗(yàn)機(jī)，zui大負(fù)荷100KN，由上海佰衡儀器生產(chǎn)。

　　2、CHT4000微機(jī)控制電液伺服試驗(yàn)機(jī)，zui大負(fù)荷100KN，由上海佰衡儀器生產(chǎn)。

　　3、微機(jī)控制電子試驗(yàn)機(jī)使用說(shuō)明

　　試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)、控制臺(tái)和微機(jī)三個(gè)部分組成。控制臺(tái)是試驗(yàn)機(jī)的控制中心和試驗(yàn)信號(hào)處理中心。不使用計(jì)算機(jī)，試驗(yàn)機(jī)仍然可以控制和操作。

　　4、使用方法：

　　①.選擇負(fù)荷衰減檔，1檔為100KN;按[清零]鍵使載荷顯示清零和電標(biāo)定。

　　②. 從0.5~500mm/min的橫梁移動(dòng)速度可以按鍵選擇。[?10]鍵燈亮表示設(shè)定速度值衰減10倍。使用計(jì)算機(jī)控制軟件時(shí)，自動(dòng)設(shè)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(shè)定速度移動(dòng)活動(dòng)橫梁上升、下降或停止。

　　④.橫梁位移顯示可隨時(shí)清零。

　　⑤. 如有必要，可安裝X-Y記錄儀記錄試驗(yàn)曲線。

　　5、控制軟件介紹

　　①.點(diǎn)擊本軟件，打開(kāi)測(cè)量顯示窗口如圖1所示;

　　②.選擇試驗(yàn)方案圖2，用戶對(duì)各個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置;

　　③.選擇用戶參數(shù)向?qū)D3，用戶通過(guò)此向?qū)砑幼约盒枰膮?shù);

　　④.程序還具有 Excel數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整、聯(lián)機(jī)設(shè)置、線性修正、曲線放大等功能;

　　⑤.zui后進(jìn)行報(bào)告輸出。

　　二、微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)

　　微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)性能：

　　1、滿足GB10128-1988《金屬室溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法》的要求。

　　2、采用進(jìn)口交流伺服電機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)進(jìn)口全數(shù)字交流伺服器控制，使速度控制精度更高，并且傳動(dòng)效率高、噪音低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

　　3、通過(guò)對(duì)原“SANS”電氣控制系統(tǒng)的改進(jìn)，使電氣控制系統(tǒng)不但保持了原有設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)更加適應(yīng)扭轉(zhuǎn)機(jī)的要求，使用和操作更加方便。

　　4、在國(guó)內(nèi)采用扭矩測(cè)量120000碼，全程不分檔技術(shù)，使測(cè)量全程的分辨率不變。

　　5、扭轉(zhuǎn)角測(cè)量通過(guò)光電編碼器實(shí)現(xiàn)。不但消除了溫漂、零漂的影響，同時(shí)，通過(guò)四倍頻技術(shù)，使測(cè)量精度更高。扭轉(zhuǎn)角測(cè)量的zui小精度為0.006°。

　　6、速度無(wú)級(jí)可調(diào)，并可根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)置多段試驗(yàn)速度。

　　7、可以正反施加扭矩。

　　8、主動(dòng)夾頭具有自動(dòng)對(duì)中裝置，避免了試驗(yàn)前，兩夾頭對(duì)中的麻煩。

　　9、具有試樣保護(hù)功能，*消除了試樣在夾持時(shí)的初夾力，使試驗(yàn)更加準(zhǔn)確。

　　10、被動(dòng)夾頭軸向移動(dòng)靈活阻力小。同時(shí)通過(guò)*的間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，使被動(dòng)夾頭在受力時(shí)其傾翻間隙為0。

　　11、*的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)軟件，各種單位可以設(shè)置并轉(zhuǎn)換，使用更加方便。

　　12、善的小鍵盤操作功能。在計(jì)算機(jī)上設(shè)定好試驗(yàn)方案后，除試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理外，其余工作都可以通過(guò)小鍵盤操作，避免了操作人員在計(jì)算機(jī)和機(jī)器之間的來(lái)回奔波，減輕了工作強(qiáng)度。

　　三、電阻應(yīng)變測(cè)量?jī)x器

　　1、YJ-31型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀圖2-12;

　　2、YJ-25型數(shù)字靜態(tài)應(yīng)變儀圖2-13

　　3、YD-15型動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀圖2-14

　　四、其他儀器

　　1、常用引伸計(jì)：引伸計(jì)是感受試件變形的傳感器。應(yīng)變計(jì)式的引伸計(jì)由于原理簡(jiǎn)單、安裝方便，目前是廣泛使用的一種類型。引伸計(jì)按測(cè)量對(duì)象，可分為軸向引伸計(jì)、橫向引伸計(jì)、夾式引伸計(jì)。

　　2、引伸計(jì)的主要組成和原理：

　　應(yīng)變片、變形傳遞桿、彈性元件、限位標(biāo)距桿、刀刃和夾緊彈簧等。測(cè)量變形時(shí), 將引伸計(jì)裝卡于試件上,刀刃與試件接觸而感受兩刀刃間距內(nèi)的伸長(zhǎng),通過(guò)變形桿使彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變, 應(yīng)變片將其轉(zhuǎn)換為電阻變化量,再用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量放大電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

　　3、傳感器標(biāo)定裝置