電子試驗(yàn)機(jī)是一種集機(jī)械、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和軟件技術(shù)于一體的精密測(cè)量?jī)x器,用于對(duì)各種材料、構(gòu)件和產(chǎn)品進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)性能測(cè)試。它的核心功能是:對(duì)試樣施加一個(gè)可控的、可測(cè)量的力,并測(cè)量試樣隨之產(chǎn)生的形變,從而揭示材料的力學(xué)性能。
核心工作原理
電子試驗(yàn)機(jī)的工作原理可以概括為一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制過(guò)程:
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):核心是一個(gè)高性能伺服電機(jī)??刂葡到y(tǒng)發(fā)出指令,驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
傳動(dòng)系統(tǒng):電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)精密減速器和滾珠絲杠,轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)橫梁的勻速、平穩(wěn)的直線運(yùn)動(dòng)。
施力與夾持:橫梁的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)上夾具移動(dòng),從而對(duì)裝夾在上、下夾具之間的試樣進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切等測(cè)試。
測(cè)量系統(tǒng):
力值測(cè)量:通過(guò)安裝在移動(dòng)橫梁上的力傳感器,測(cè)量施加在試樣上的力。
形變測(cè)量:通過(guò)引伸計(jì) 或測(cè)量橫梁的位移,來(lái)測(cè)定試樣的微小伸長(zhǎng)或壓縮量。
數(shù)據(jù)處理:力和形變的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)接?jì)算機(jī),由專業(yè)測(cè)試軟件實(shí)時(shí)記錄、處理,并繪制出應(yīng)力-應(yīng)變曲線等圖表,最終計(jì)算出各項(xiàng)性能指標(biāo)。
主要組成部分
一臺(tái)典型的電子試驗(yàn)機(jī)包含三大核心部分:
主機(jī)框架:
單臂式:適用于拉力較小、行程短的測(cè)試,如橡膠、薄膜、紡織物等。結(jié)構(gòu)緊湊,成本較低。
門式:最常見的結(jié)構(gòu),具有更高的剛性和穩(wěn)定性,可用于從幾牛頓到數(shù)百千牛頓的大噸位測(cè)試,如金屬、塑料、建材等。
測(cè)量控制系統(tǒng):
伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器:提供穩(wěn)定、無(wú)滯后的動(dòng)力源。
力傳感器:機(jī)器的“心臟”,精度直接決定測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。有不同的量程以適應(yīng)不同的測(cè)試需求。
引伸計(jì):測(cè)量試樣標(biāo)距內(nèi)真實(shí)變形的關(guān)鍵附件,對(duì)于獲得準(zhǔn)確的彈性模量等參數(shù)至關(guān)重要。
計(jì)算機(jī)與專業(yè)軟件:
現(xiàn)代試驗(yàn)機(jī)的“大腦”。負(fù)責(zé)控制測(cè)試過(guò)程、實(shí)時(shí)顯示曲線、數(shù)據(jù)采集、結(jié)果計(jì)算和生成測(cè)試報(bào)告。軟件的性能極大地影響了操作的便捷性和結(jié)果的可靠性。
突出特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
高精度與寬測(cè)量范圍:力值測(cè)量精度可達(dá)±0.5%甚至更高,力值量程從幾牛到幾百千牛,覆蓋極廣。
操作便捷,自動(dòng)化程度高:測(cè)試過(guò)程由軟件控制,自動(dòng)計(jì)算結(jié)果,大大減少人為誤差,提率。
數(shù)據(jù)豐富,功能強(qiáng)大:不僅能輸出最終結(jié)果,還能記錄整個(gè)測(cè)試過(guò)程的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,提供的材料行為信息。
附件豐富,應(yīng)用靈活:通過(guò)更換夾具、環(huán)境箱(高低溫試驗(yàn))等附件,可實(shí)現(xiàn)多種特殊測(cè)試。
