拉伸實驗時材料力學性能測試中的重要實驗。傳統(tǒng)的拉伸實驗采用的設(shè)備都是液壓萬能試驗機。隨著電測、電控技術(shù)在試驗機上的廣泛應(yīng)用，市場上開發(fā)了微機控制伺服萬能試驗機。微機控制伺服萬能試驗機仍然采用液壓油作為動力源，與老式液壓萬能試驗機不同之處是采用液壓加荷與微機系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)，利用計算機對試驗進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及圖形顯示，從而使試驗機功能更完善，操作更便捷，數(shù)據(jù)更準確。另外，由于GB/T228.1-2010拉伸試驗檢測標準的實施，對于試驗速率的要求更加嚴格，傳統(tǒng)的度盤試驗機已不能適應(yīng)新標準速率的要求。
傳統(tǒng)的度盤試驗機存在以下不足：
1）測力精度和靈敏度低；
2）量程更換必需更換配重砣；
3）度盤指針視值，讀數(shù)可靠性和準確性差；
4）試驗數(shù)據(jù)要人工計算，增加了操作熱源的工作量；
5）實驗過程無法實時記錄和回現(xiàn)，不能完全記錄試件的試驗過程；
6）多項試驗數(shù)據(jù)和項目在老式試驗機上無法完成測試；
7）試驗數(shù)據(jù)無法存儲；
8）人工對試驗機無法加載速度的準確控制；不能適應(yīng)GB/T.1-2010標準對速率的控制。
為了適應(yīng)拉伸檢測標準的要求，現(xiàn)將度盤液壓萬能試驗機改為為微機控制伺服萬能試驗機，改造后的微機控制伺服萬能試驗機將逐步取代傳統(tǒng)的讀盤液壓萬能試驗機在拉伸試驗中的應(yīng)用。
1、工作原理
1）主要結(jié)構(gòu)
微機控制伺服萬能試驗機結(jié)構(gòu)可分為兩部分：加荷系統(tǒng)和測量系統(tǒng)。加荷系統(tǒng)通過油缸活塞把力傳遞給固定在試驗臺下面的負荷傳感器，由負荷傳感器把力信號轉(zhuǎn)換成電信號傳給測量系統(tǒng)。通過測量系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理、分析，從而得出試驗結(jié)果。
2）加荷系統(tǒng)包括主機和液壓源
主機主要由機座、試驗臺、上橫梁、下橫梁、夾持部分、絲杠、光杠等組成，是實驗的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。上下橫梁之間形成拉伸空間，可以實現(xiàn)試件拉伸變形；下橫梁和試驗臺形成壓縮空間，可實現(xiàn)試樣壓縮、彎曲、剪切等變形。因此，這種試驗機又被稱為雙空間萬能試驗機。
3、測量系統(tǒng)
該模塊由工控機和計算機組成，它主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理。計算機通過串行口與工控機，通過實驗軟件對工控機采集到的數(shù)據(jù)進行處理，如傳感器示值顯示、試驗曲線顯示、試驗結(jié)果處理及試驗報告打印等。
2、試驗機在拉伸試驗中的應(yīng)用
1）檢測范圍
微機控制伺服萬能試驗機是先進的材料試驗機，利用它在拉伸試驗中測試金屬材料的力學性能，可以測試的性能指標有：上屈服強度、屈服強度、最大力、抗拉強度、彈性模量、斷后伸長率等。其中彈性模量需通過安裝電子引伸計測得。
2）可以實現(xiàn)速率控制功能
在彈性變形階段，金屬的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。速度太快會導(dǎo)致整個彈性段很快就被沖過去。所以在彈性段，一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者應(yīng)變速率控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段后，載荷增加不大，而變形增加快，為了防止拉伸速度過快，一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB228.1-2010里面建議方法A：對于連續(xù)屈服材料，應(yīng)采用0.00025S-1±20%的應(yīng)變速率，對不連續(xù)屈服的材料采用平行長度部分估計的應(yīng)變速率0.00025S-1±20%的應(yīng)變速率進行控制；對于方法B：在彈性范圍和直至上屈服強度，試驗機夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)（材料彈性模量E/(N/m㎡）<150000，應(yīng)力速率控制范圍為2-20(N/m㎡.s-1）、材料彈性模量E/(N/m㎡）≥150000，應(yīng)力速率控制范圍為6-60(N/m㎡.s-1）。若僅測定下屈服強度，在試樣平行長度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)為0.00025/s-0.0025/s之間。平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。
3、操作要點
1）關(guān)于夾塊的選用：圓試樣選擇V型夾塊，扁試樣選擇平夾塊。當試樣尺寸在夾塊的臨界尺寸時，盡量選用尺寸較小的一種。
2）關(guān)于開機順序：當試驗軟件完全啟動，進入聯(lián)機狀態(tài)后，機器才能運行。所以試機前，測量系統(tǒng)須先啟動，開機順序為：顯示器》打印機》計算機》工控機》啟動試驗軟件》液壓源。
3）關(guān)于試樣的裝卡：裝夾塊時，油泵電機切勿啟動，讓設(shè)備處于斷電狀態(tài)。試樣夾緊，圓試樣夾在V型夾塊的中間，扁試樣須垂直于夾塊，不能傾斜。夾持部分要足夠長，最少要為夾塊長度的3/4。上下夾頭夾緊時，嚴謹升降橫梁。
4）關(guān)于力值清零：在軟件主界面上有傳感器欄，用來顯示采樣的數(shù)據(jù)，能顯示4種傳感器的值，即試驗力、拉伸、引伸計、峰值力。一般在夾緊試件、裝夾引伸計之后，要將各傳感器清零才能開始運行試驗。但是力傳感器的清零比較特殊，先是將拉伸夾具上夾頭夾緊，然后調(diào)整下橫梁到適當?shù)奈恢?，把力值清零，再夾緊下夾頭。
5）關(guān)于開關(guān)的轉(zhuǎn)換：液壓源面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)用來控制油路的轉(zhuǎn)換。試驗開始運行時將開關(guān)打到“加荷”檔，試驗結(jié)束后，必須先取下試樣，再把開關(guān)轉(zhuǎn)換到“快退”檔，使活塞退回到底。如果先把活塞下降會使斷裂的試樣相互抵住，破壞夾頭。
4、結(jié)論
微機控制伺服萬能試驗機無論從功能和操作上在拉伸試驗中的應(yīng)用都優(yōu)于度盤試驗機，更能適應(yīng)新拉伸試驗檢測方法標準的要求。
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2018-12-14 瀏覽：
