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电子万能材料试验机力值检定受力分析及研究

发布时间:2020-07-28 14:26:32 | 点击:0

电子万能材料试验机广泛应用于各种金属、非金属、复合材料、电线电缆、纸张、薄膜、纺织等行业进行拉伸性能指标的测试,主要由测力传感器、伺服电机、丝杆丝杠、微处理器、计算机及基座等构成,它采用伺服电机作为动力源,丝杠、丝杆作为实行部件,实现试验机移动横梁的速度控制。在传动控制上,目前主要有两种形式,同步带和减速机,相比于液压万能材料试验机,电子万能材料试验机具有控制速度更平稳、测量精度更高·更清洁的优点。

根据力传感器及夹具位置安装的不同,可以将万能材料试验机分成三种类型,如图1所示,分别以A型、B型及C型作为这三种类型的代号。

本文分别以试样、力传感器以及标准测力仪为研究对象,针对上述三种形式电子万能材料试验机进行受力分析,并根据检定过程中遇到的问题进行总结,提出合理建议。

1、三种电子万能材料试验机比较分析

A型电子万能材料试验机在市面上比较常见,量程多为100kN及以上。在进行力值检定时,通常将标准测力仪放置于压缩空间内,即图1(a)中移动横梁与基座之间,通过控制横梁移动速度进行压向力值检定,通常有手动面板控制及计算机微机程序控制两种模式选择。


B型电子万能材料试验机与A型电子万能材料试验机的区别就是将拉伸和压缩空间均置于下空间内,而测力传感器位于移动横梁上方,力值检定时,需将上下夹具卸下,替换成上下压板,通过控制移动横梁速度向下对标准测力仪进行压缩直至检定结束。

C型电子万能材料试验机多见于非金属类材料试验,量程以S 000 N多为常见,与A型和B型最大的区别就是将测力传感器固定于试验机整体框架的顶部,通过试验机控制移动横梁向下移动对测力传感器进行拉伸从而进行测力试验,而做力值检定时,同样需要换成上下压板。

2三种电子万能材料试验机受力分析及研究

A型电子万能材料试验机在进行拉伸试验时,试件被夹持在上下夹具之间,在进行力值检定时,标准测力仪放置于上下压板之间,如图2所示位置。


B型电子万能材料试验机在进行拉伸实验时,试件夹持于上下夹具之间,在进行力值检定时,通常将上下夹具进行拆卸,换成检定专用的上下压板,如图3所示。


通过对B型电子万能材料试验机的分析,可以发现,做拉伸实验时,试件受到拉力,测力传感器受力方向与横梁移动方向及试件相反;做力值检定时,标准测力仪受到压力,测力传感器受到其反方向作用力,同样与移动横梁方向相反。

C型电子万能材料试验机在做拉伸试验时,试件夹持于上下夹具之间,在进行力值检定时,同样需要更换上下压板,如图4所示。


以试件为研究对象,控制移动横梁向下进行移动,试件受到移动横梁施加的铅垂向下的拉力,由于力传感器与上夹具串联,因此力传感器同样受到铅垂向下的拉力。

以标准测力仪为研究对象,控制移动横梁速度向上进行移动,使标准测力仪与力值传感器进行串联,此时施力机构是移动横梁,方向与重力方向相反,测力传感器受到移动横梁施加的压力,指向测力传感器的内部,标准测力仪位于移动横梁与测力传感器之间,因此将测力传感器作为终端,标准测力仪同样受到移动横梁施加的向上的压力。

通过对C型电子万能材料试验机分析,可以发现,力值传感器受力情况与试件和标准测力仪一致,同时受压或受拉,且受力方向与移动横梁移动方向一致。

3结论研究及检定过程中的注意事项探讨

以上对三种不同类型的电子万能材料试验机进行了详细的受力分析,包括试件、测力传感器及标准测力仪,通过分析,可以发现,不同类型的电子万能材料试验机在拉伸实验和力值检定时横梁移动方向及受力情况也不同,具体如表1和表2所示。


通过以上表1和表2分析比较,可以发现:(1)在做拉伸试验时,横梁移动方向为试件破坏方向,因此,试件受力方向与横梁移动方向一致;(2)在做力值检定时,横梁移动方向为标准测力仪压缩方向,因此,标准测力仪受力方向与横梁移动方向一致;(3)试验机力值显示为测力传感器的受力性质,当测力传感器受拉伸时,显示拉力,当测力传感器受压缩时,显示压力,与测力传感器受力方向无关;(4)在进行确认受力分析时,不能简单地以横梁移动方向或者测力传感器受力方向进行受力判断,应综合分析电子万能材料试验机的类型及测力传感器与夹具的连接情况。

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