拉伸屈服試驗機主要用于材料力學性能的檢測,特別是通過拉伸試驗獲取材料的屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率等關鍵參數。其具體作用包括:
1.評估材料力學性能
測定金屬材料(如鋼材、鋁合金)、非金屬材料(如塑料、復合材料)在拉伸載荷下的力學響應,包括彈性模量、屈服點、極限強度等。
2.質量控制與合規性
在制造業中用于檢驗原材料或成品是否符合標準,確保材料滿足設計要求。
3.材料研發與優化
通過對比不同配方或工藝下的材料拉伸曲線,優化材料成分、熱處理工藝或加工工藝(如軋制、鍛造)。
4.失效分析
分析材料在拉伸過程中的斷裂形態(如脆性斷裂、韌性斷裂),判斷材料缺陷或工藝問題。
5.教學與科研
在高校和科研機構中用于教學演示,幫助學生理解材料力學行為(如彈性階段、塑性階段、強化階段)。
拉伸屈服試驗機通常由以下核心部件組成:
1. 機械加載系統
機架:
提供剛性支撐,通常采用高強度鋼材或鑄鐵制造,分為門式(雙柱/四柱)或單臂結構。
示例:門式機架適合高載荷測試(如金屬試樣),單臂結構適用于低載荷或小型試樣。
傳動與加載機構:
液壓驅動:通過液壓泵提供大載荷,適用于高強度材料測試。
電機驅動:采用伺服電機或步進電機,搭配減速機和絲杠傳動,實現精準載荷控制。
作動器:將動力轉化為拉伸或壓縮動作,部分設備支持動態疲勞測試。
2. 夾持與固定裝置
夾具:
根據試樣形狀設計,常見類型包括楔形夾具(液壓驅動,自動鎖緊)、機械式夾具(手動旋緊)或氣動夾具。
示例:螺紋鋼專用夾具、薄片材料防滑夾具。
對中裝置:
確保試樣軸線與加載方向重合,避免偏載導致數據誤差或試樣斷裂。
3. 測量與傳感器系統
力傳感器(負荷傳感器):
測量加載力,精度通常達到±0.5%~±1%FS(滿量程誤差)。
常用類型:應變片式負荷傳感器、磁電式傳感器。
位移傳感器:
跟蹤試樣變形,包括引伸計(測量標距段伸長)和LVDT(線性可變差動變壓器,測量十字頭位移)。
精度示例:引伸計分辨率可達0.001mm。
數據采集系統:
實時采集力-位移曲線,并轉換為應力-應變曲線,采樣率可達10kHz(動態測試)或100Hz(靜態測試)。
4. 控制系統與軟件
控制器:
液壓設備采用比例閥或伺服閥控制加載速率;電機驅動設備通過閉環PID調節速度和載荷。
軟件功能:
預設試驗參數;
實時顯示力-位移曲線、應力-應變曲線;
自動計算屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率等參數;
生成報告,符合ASTM、ISO等標準。
5. 安全與輔助裝置
防護罩:
防止試樣斷裂飛濺傷人,同時減少環境干擾。
限位開關與急停按鈕:
防止過載或誤操作導致設備損壞。
冷卻系統:
液壓設備配備油冷系統,避免長時間運行過熱。
