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力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的分析及選型
力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的分析及選型
日期：2025-12-19 21:11
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摘要：
力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的分析及選型
隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，各種新型材料層出不窮，尤其是高分子材料在近幾年有了飛速的發(fā)展。塑料作為其分枝，各種性能有了顯著的提高，在某些領(lǐng)域已經(jīng)有了取代木材、金屬材料的趨勢(shì)。為了使塑料材料及其制品能夠**可靠的使用，對(duì)其進(jìn)行性能檢驗(yàn)是非常有必要的，其中力學(xué)性能檢驗(yàn)是*重要的檢驗(yàn)之一。
下面介紹幾種試驗(yàn)機(jī)作為參考：
1、 常規(guī)電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)是當(dāng)今萬能材料試驗(yàn)機(jī)的主流產(chǎn)品，它以伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，絲杠、絲母作為執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)橫梁的速度控制，它操作簡單，對(duì)試驗(yàn)員的要求不高，試驗(yàn)行程可按需要任意定制，雖然控制方式較為單一，只有速度一種控制方式，但其控制精度和控制范圍很高很寬。以瑞格爾公司試驗(yàn)機(jī)為例，其速度調(diào)整范圍可達(dá)0.001mm/min～1000mm/min，無級(jí)調(diào)速，控制精度可達(dá)0.5，小噸位機(jī)型很容易實(shí)現(xiàn)。如做摩擦系數(shù)時(shí)，滿值負(fù)載只有5N。它具有極大的配置靈活性，可按需要增配不同噸位的傳感器、夾具、附件實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，完成拉、壓、彎、剪、剝離、撕裂、摩擦系數(shù)、扭轉(zhuǎn)等的功能?？v觀塑料力學(xué)性能檢驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的控制方式的要求幾乎都為速度控制，因此無論從控制方式還是速度范圍、試驗(yàn)行程及試驗(yàn)機(jī)的噸位看，該類機(jī)型都是塑料力學(xué)性能檢驗(yàn)的優(yōu)選。
2、 三閉環(huán)電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)具有常規(guī)電子萬能類試驗(yàn)機(jī)的速度范圍寬，試驗(yàn)行程大，配置靈活的特點(diǎn)，又具有電液伺服類試驗(yàn)機(jī)力、位移、變形控制的優(yōu)點(diǎn)。因而是性能較好的一種試驗(yàn)機(jī)，但由于做力控制與變形控制時(shí)機(jī)器穩(wěn)定性與主機(jī)的剛性、試樣的剛性有密切的關(guān)系。一般塑料用試驗(yàn)機(jī)噸位較小，因此主機(jī)剛性較低，且試樣本身的剛性也不會(huì)太大，所以該類試驗(yàn)機(jī)很少有10KN以下的機(jī)型，而10KN以下機(jī)型卻是塑料類*常用的。前面說了該類機(jī)型的穩(wěn)定性與試樣有關(guān)，若試樣單一，試驗(yàn)方法也較為單一，還可選用，否則就需要隨時(shí)調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的控制參數(shù)（亦即常規(guī)的P、I、D參數(shù)），這對(duì)非自動(dòng)控制專業(yè)的試驗(yàn)員來說，幾乎是很難想象的事。因此從整體看，除對(duì)控制方式有特定的要求，還不易選擇做塑料材料的試驗(yàn)。
3、 簡易電拉
由于塑料拉伸強(qiáng)度是塑料力學(xué)性能檢驗(yàn)的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，在前些年，塑料種類還不是很多，應(yīng)用也不是非常廣的時(shí)期，塑料的力學(xué)性能檢驗(yàn)項(xiàng)目還較為單一，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也不是很完善。這時(shí)期一種結(jié)構(gòu)非常簡單，用途非常單一，性能指標(biāo)非常欠缺，但價(jià)格很低廉的單一用途以電機(jī)作為動(dòng)力源的拉伸試驗(yàn)機(jī)俗稱電拉被廣為使用。顧名思義它只能用來做單一的拉伸試驗(yàn)，并且所能處理的數(shù)據(jù)非常有限，控制測(cè)量精度也相對(duì)較低，現(xiàn)在雖然在某些場合依然有所使用，但因其功能比較單一，已經(jīng)逐漸為市場所淘汰。
4、 電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)是目前性能比較好的一種試驗(yàn)機(jī)，由于它采用電液伺服控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)力、位移、變形閉環(huán)控制，具有良好的控制性能。目前在金屬、建筑材料等需要恒應(yīng)力、恒應(yīng)變及需要進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)場合使用較多，但由于受油源流量的限制，他的試驗(yàn)速度較低。為了增大系統(tǒng)剛度，確保閉環(huán)控制的穩(wěn)定運(yùn)行，該類試驗(yàn)機(jī)的行程較小，且操作復(fù)雜，擴(kuò)展配置較為困難，10KN以下機(jī)型很少，因此不太適合塑料橡膠類材料的試驗(yàn)。
5、 手動(dòng)液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)是試驗(yàn)機(jī)家族的“始祖”，它有著悠久的歷史，使用簡單，價(jià)格低廉，噸位較大。顧名思義，手動(dòng)液壓表明了它為開環(huán)控制，性能不好，操作過程完全依賴于操作者的操作水平。另外，由于它的機(jī)械結(jié)構(gòu)及液壓加載原理決定了它的加載速度，試驗(yàn)行程較小。目前該類試驗(yàn)機(jī)的*小機(jī)型為50KN，因此它的小載荷測(cè)量精度很低，擴(kuò)展配置能力很差，一般只在進(jìn)行結(jié)構(gòu)部件試驗(yàn)或簡單的材料性能試驗(yàn)時(shí)使用，如連接部件的拔脫，鋼筋的拉伸強(qiáng)度等場合。
隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，各種新型材料層出不窮，尤其是高分子材料在近幾年有了飛速的發(fā)展。塑料作為其分枝，各種性能有了顯著的提高，在某些領(lǐng)域已經(jīng)有了取代木材、金屬材料的趨勢(shì)。為了使塑料材料及其制品能夠**可靠的使用，對(duì)其進(jìn)行性能檢驗(yàn)是非常有必要的，其中力學(xué)性能檢驗(yàn)是*重要的檢驗(yàn)之一。
下面介紹幾種試驗(yàn)機(jī)作為參考：
1、 常規(guī)電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)是當(dāng)今萬能材料試驗(yàn)機(jī)的主流產(chǎn)品，它以伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，絲杠、絲母作為執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)橫梁的速度控制，它操作簡單，對(duì)試驗(yàn)員的要求不高，試驗(yàn)行程可按需要任意定制，雖然控制方式較為單一，只有速度一種控制方式，但其控制精度和控制范圍很高很寬。以瑞格爾公司試驗(yàn)機(jī)為例，其速度調(diào)整范圍可達(dá)0.001mm/min～1000mm/min，無級(jí)調(diào)速，控制精度可達(dá)0.5，小噸位機(jī)型很容易實(shí)現(xiàn)。如做摩擦系數(shù)時(shí)，滿值負(fù)載只有5N。它具有極大的配置靈活性，可按需要增配不同噸位的傳感器、夾具、附件實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，完成拉、壓、彎、剪、剝離、撕裂、摩擦系數(shù)、扭轉(zhuǎn)等的功能?？v觀塑料力學(xué)性能檢驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的控制方式的要求幾乎都為速度控制，因此無論從控制方式還是速度范圍、試驗(yàn)行程及試驗(yàn)機(jī)的噸位看，該類機(jī)型都是塑料力學(xué)性能檢驗(yàn)的優(yōu)選。
2、 三閉環(huán)電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)具有常規(guī)電子萬能類試驗(yàn)機(jī)的速度范圍寬，試驗(yàn)行程大，配置靈活的特點(diǎn)，又具有電液伺服類試驗(yàn)機(jī)力、位移、變形控制的優(yōu)點(diǎn)。因而是性能較好的一種試驗(yàn)機(jī)，但由于做力控制與變形控制時(shí)機(jī)器穩(wěn)定性與主機(jī)的剛性、試樣的剛性有密切的關(guān)系。一般塑料用試驗(yàn)機(jī)噸位較小，因此主機(jī)剛性較低，且試樣本身的剛性也不會(huì)太大，所以該類試驗(yàn)機(jī)很少有10KN以下的機(jī)型，而10KN以下機(jī)型卻是塑料類*常用的。前面說了該類機(jī)型的穩(wěn)定性與試樣有關(guān)，若試樣單一，試驗(yàn)方法也較為單一，還可選用，否則就需要隨時(shí)調(diào)整試驗(yàn)機(jī)的控制參數(shù)（亦即常規(guī)的P、I、D參數(shù)），這對(duì)非自動(dòng)控制專業(yè)的試驗(yàn)員來說，幾乎是很難想象的事。因此從整體看，除對(duì)控制方式有特定的要求，還不易選擇做塑料材料的試驗(yàn)。
3、 簡易電拉
由于塑料拉伸強(qiáng)度是塑料力學(xué)性能檢驗(yàn)的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，在前些年，塑料種類還不是很多，應(yīng)用也不是非常廣的時(shí)期，塑料的力學(xué)性能檢驗(yàn)項(xiàng)目還較為單一，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也不是很完善。這時(shí)期一種結(jié)構(gòu)非常簡單，用途非常單一，性能指標(biāo)非常欠缺，但價(jià)格很低廉的單一用途以電機(jī)作為動(dòng)力源的拉伸試驗(yàn)機(jī)俗稱電拉被廣為使用。顧名思義它只能用來做單一的拉伸試驗(yàn)，并且所能處理的數(shù)據(jù)非常有限，控制測(cè)量精度也相對(duì)較低，現(xiàn)在雖然在某些場合依然有所使用，但因其功能比較單一，已經(jīng)逐漸為市場所淘汰。
4、 電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)是目前性能比較好的一種試驗(yàn)機(jī)，由于它采用電液伺服控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)力、位移、變形閉環(huán)控制，具有良好的控制性能。目前在金屬、建筑材料等需要恒應(yīng)力、恒應(yīng)變及需要進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)場合使用較多，但由于受油源流量的限制，他的試驗(yàn)速度較低。為了增大系統(tǒng)剛度，確保閉環(huán)控制的穩(wěn)定運(yùn)行，該類試驗(yàn)機(jī)的行程較小，且操作復(fù)雜，擴(kuò)展配置較為困難，10KN以下機(jī)型很少，因此不太適合塑料橡膠類材料的試驗(yàn)。
5、 手動(dòng)液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī)
該類試驗(yàn)機(jī)是試驗(yàn)機(jī)家族的“始祖”，它有著悠久的歷史，使用簡單，價(jià)格低廉，噸位較大。顧名思義，手動(dòng)液壓表明了它為開環(huán)控制，性能不好，操作過程完全依賴于操作者的操作水平。另外，由于它的機(jī)械結(jié)構(gòu)及液壓加載原理決定了它的加載速度，試驗(yàn)行程較小。目前該類試驗(yàn)機(jī)的*小機(jī)型為50KN，因此它的小載荷測(cè)量精度很低，擴(kuò)展配置能力很差，一般只在進(jìn)行結(jié)構(gòu)部件試驗(yàn)或簡單的材料性能試驗(yàn)時(shí)使用，如連接部件的拔脫，鋼筋的拉伸強(qiáng)度等場合。