1吨电子拉力试验机是一种用于测量材料力学性能的高精度实验设备,其核心功能是通过拉伸、压缩、弯曲等力学试验,准确测定材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等关键参数。以下从机械加载、数据采集与处理三个维度解析其工作原理:
1.机械加载原理
-动力源驱动:电子拉力试验机主要由伺服电机或步进电机提供动力,通过滚珠丝杠或梯形丝杠将电机的旋转运动转化为横梁的直线运动。根据不同的测试需求,可分为电子万能试验机(适用于小力值、高精度测试)、液压万能试验机(适合大载荷场景)和气动试验机(用于高频次小载荷测试)。
-试样装夹与力传递:试样两端分别固定在上夹具(固定于机架顶部)和下夹具(连接活动横梁)之间,确保试样轴线与拉力方向严格同轴,避免偏心载荷导致测试误差。夹具通过摩擦力(如楔形夹具)、机械咬合(如螺纹夹具)或气动/液压夹紧(如橡胶试样夹具)固定试样。
2.数据采集原理
-力值测量:采用应变式传感器,当试样受力时,传感器弹性体发生微小形变,导致附着的应变片电阻变化。通过惠斯通电桥将电阻变化转换为电压信号,经放大和模数转换后,显示为力值(单位:N/kN)。高精度传感器误差可控制在±0.05FS以内。
-位移与变形测量:位移传感器(如编码器或光栅尺)记录横梁移动距离,分辨率可达0.001mm;引伸计则用于测量试样标距段内的局部变形,接触式引伸计通过机械臂或应变片测量,非接触式引伸计利用光学图像追踪标记点位移。
3.1吨电子拉力试验机数据处理与分析
-实时监测与曲线绘制:控制系统软件实时采集力、位移、变形等数据,并生成力-位移曲线或应力-应变曲线。通过分析曲线特征,可识别材料的弹性阶段(线性斜率为弹性模量E)、屈服阶段(对应屈服强度σs)、强化阶段(峰值为抗拉强度σb)及断裂阶段(记录断裂伸长率δ)。
-自动化计算与报告输出:软件根据试样原始尺寸自动计算力学性能参数,并生成包含完整数据和图表的测试报告。