淺談力學試驗機的分析及選型

力學試驗機的分析及選型
 
隨著科學技術的突飛猛進，各種新型材料層出不窮，尤其是高分子材料在近幾年有了飛速的發展。塑料作為其分枝，各種性能有了顯著的提高，在某些領域已經有了取代木材、金屬材料的趨勢。為了使塑料材料及其制品能夠安全可靠的使用，對其進行性能檢驗是非常有必要的，其中力學性能檢驗是zui重要的檢驗之一。

下面介紹幾種試驗機作為參考：

1、 常規電子材料試驗機 
      該類試驗機是當今材料試驗機的主流產品，它以伺服電機作為動力源，絲杠、絲母作為執行元件，實現試驗機移動橫梁的速度控制，它操作簡單，對試驗員的要求不高，試驗行程可按需要任意定制，雖然控制方式較為單一，只有速度一種控制方式，但其控制精度和控制范圍很高很寬。以瑞格爾公司試驗機為例，其速度調整范圍可達0.001mm/min～1000mm/min，無級調速，控制精度可達0.5，小噸位機型很容易實現。如做摩擦系數時，滿值負載只有5N。它具有極大的配置靈活性，可按需要增配不同噸位的傳感器、夾具、附件實現一機多用，完成拉、壓、彎、剪、剝離、撕裂、摩擦系數、扭轉等的功能。縱觀塑料力學性能檢驗的相關標準，對試驗機的控制方式的要求幾乎都為速度控制，因此無論從控制方式還是速度范圍、試驗行程及試驗機的噸位看，該類機型都是塑料力學性能檢驗的。
2、 三閉環電子材料試驗機 
    該類試驗機具有常規電子類試驗機的速度范圍寬，試驗行程大，配置靈活的特點，又具有電液伺服類試驗機力、位移、變形控制的優點。因而是性能較好的一種試驗機，但由于做力控制與變形控制時機器穩定性與主機的剛性、試樣的剛性有密切的關系。一般塑料用試驗機噸位較小，因此主機剛性較低，且試樣本身的剛性也不會太大，所以該類試驗機很少有10KN以下的機型，而10KN以下機型卻是塑料類zui常用的。前面說了該類機型的穩定性與試樣有關，若試樣單一，試驗方法也較為單一，還可選用，否則就需要隨時調整試驗機的控制參數（亦即常規的P、I、D參數），這對非自動控制專業的試驗員來說，幾乎是很難想象的事。因此從整體看，除對控制方式有特定的要求，還不易選擇做塑料材料的試驗。
3、 簡易電拉
   由于塑料拉伸強度是塑料力學性能檢驗的一個非常重要的指標，在前些年，塑料種類還不是很多，應用也不是非常廣的時期，塑料的力學性能檢驗項目還較為單一，相應的標準也不是很完善。這時期一種結構非常簡單，用途非常單一，性能指標非常欠缺，但價格很低廉的單一用途以電機作為動力源的拉伸試驗機俗稱電拉被廣為使用。顧名思義它只能用來做單一的拉伸試驗，并且所能處理的數據非常有限，控制測量精度也相對較低，現在雖然在某些場合依然有所使用，但因其功能比較單一，已經逐漸為市場所淘汰。
4、 電液伺服材料試驗機
     該類試驗機是目前性能比較好的一種試驗機，由于它采用電液伺服控制技術，可實現力、位移、變形閉環控制，具有良好的控制性能。目前在金屬、建筑材料等需要恒應力、恒應變及需要進行蠕變試驗場合使用較多，但由于受油源流量的限制，他的試驗速度較低。為了增大系統剛度，確保閉環控制的穩定運行，該類試驗機的行程較小，且操作復雜，擴展配置較為困難，10KN以下機型很少，因此不太適合塑料橡膠類材料的試驗。
5、 手動液壓材料試驗機
     該類試驗機是試驗機家族的“始祖”，它有著悠久的歷史，使用簡單，價格低廉，噸位較大。顧名思義，手動液壓表明了它為開環控制，性能不好，操作過程*依賴于操作者的操作水平。另外，由于它的機械結構及液壓加載原理決定了它的加載速度，試驗行程較小。目前該類試驗機的zui小機型為50KN，因此它的小載荷測量精度很低，擴展配置能力很差，一般只在進行結構部件試驗或簡單的材料性能試驗時使用，如連接部件的拔脫，鋼筋的拉伸強度等場合。