浅谈力学试验机的分析及选型

浅谈力学试验机的分析及选型

随着科学技术的突飞猛进，各种新型材料层出不穷，尤其是高分子材料在近几年有了飞速的发展。塑料作为其分枝，各种性能有了显着的提高，在某些领域已经有了取代木材、金属材料的趋势。为了使塑料材料及其制品能够安全可靠的使用，对其进行性能检验是非常有必要的，其中力学性能检验是Z重要的检验之一。

下面介绍几种试验机作为参考：

1、常规电子万能材料试验机

该类试验机是当今万能材料试验机的主流产品，它以伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行元件，实现试验机移动横梁的速度控制，它操作简单，对试验员的要求不高，试验行程可按需要任意定制，虽然控制方式较为单一，只有速度一种控制方式，但其控制精度和控制范围很高很宽。以瑞格尔公司试验机为例，其速度调整范围可达0.001mm/min～1000mm/min，无级调速，控制精度可达0.5，小吨位机型很容易实现。如做摩擦系数时，满值负载只有5N。它具有极大的配置灵活性，可按需要增配不同吨位的传感器、夹具、附件实现一机多用，完成拉、压、弯、剪、剥离、撕裂、摩擦系数、扭转等的功能。纵观塑料力学性能检验的相关标准，对试验机的控制方式的要求几乎都为速度控制，因此无论从控制方式还是速度范围、试验行程及试验机的吨位看，该类机型都是塑料力学性能检验的选择。

2、三闭环电子万能材料试验机

该类试验机具有常规电子万能类试验机的速度范围宽，试验行程大，配置灵活的特点，又具有电液伺服类试验机力、位移、变形控制的优点。因而是性能较好的一种试验机，但由于做力控制与变形控制时机器稳定性与主机的刚性、试样的刚性有密切的关系。一般塑料用试验机吨位较小，因此主机刚性较低，且试样本身的刚性也不会太大，所以该类试验机很少有10KN以下的机型，而10KN以下机型却是塑料类Z常用的。前面说了该类机型的稳定性与试样有关，若试样单一，试验方法也较为单一，还可选用，否则就需要随时调整试验机的控制参数（亦即常规的P、I、D参数），这对非自动控制专业的试验员来说，几乎是很难想象的事。因此从整体看，除对控制方式有特定的要求，还不易选择做塑料材料的试验。

3、简易电拉

由于塑料拉伸强度是塑料力学性能检验的一个非常重要的指标，在前些年，塑料种类还不是很多，应用也不是非常广的时期，塑料的力学性能检验项目还较为单一，相应的标准也不是很完善。这时期一种结构非常简单，用途非常单一，性能指标非常欠缺，但价格很低廉的单一用途以电机作为动力源的拉伸试验机俗称电拉被广为使用。顾名思义它只能用来做单一的拉伸试验，并且所能处理的数据非常有限，控制测量精度也相对较低，现在虽然在某些场合依然有所使用，但因其功能比较单一，已经逐渐为市场所淘汰。

4、电液伺服万能材料试验机

该类试验机是目前性能比较好的一种试验机，由于它采用电液伺服控制技术，可实现力、位移、变形闭环控制，具有良好的控制性能。目前在金属、建筑材料等需要恒应力、恒应变及需要进行蠕变试验场合使用较多，但由于受油源流量的限制，他的试验速度较低。为了增大系统刚度，确保闭环控制的稳定运行，该类试验机的行程较小，且操作复杂，扩展配置较为困难，10KN以下机型很少，因此不太适合塑料橡胶类材料的试验。

5、手动液压万能材料试验机

该类试验机是试验机家族的“始祖”，它有着悠久的历史，使用简单，价格低廉，吨位较大。顾名思义，手动液压表明了它为开环控制，性能不好，操作过程完全依赖于操作者的操作水平。另外，由于它的机械结构及液压加载原理决定了它的加载速度，试验行程较小。目前该类试验机的Z小机型为50KN，因此它的小载荷测量精度很低，扩展配置能力很差，一般只在进行结构部件试验或简单的材料性能试验时使用，如连接部件的拔脱，钢筋的拉伸强度等场合。

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