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拉伸测试仪:完整指南

这将是关于拉伸试验机主题的最全面的指南。 在本指南中,您将了解拉力试验机的分类、构造原理、影响性能和精度的因素,以及如何选购拉力试验机。

 

 

介绍 拉伸试验机

1 什么是抗拉强度测试? 拉力试验用什么机器?

拉伸试验又称抗拉强度试验,是测定材料在轴向拉伸载荷作用下性能的试验方法。 通常可以进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等多种试验。 进行上述试验的机器称为拉力试验机或拉力机。

2 为什么 抗拉强度测试?

使用拉伸试验获得的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、减面积、拉伸强度、屈服点、撕裂强度试验、屈服强度等拉伸性能指标。 它可以帮助工厂准确判断各种材料的力学性能,从而更好地判断材料的质量、安全性、耐用性等。例如,如生产电线,对其韧性、金属硬度等进行测试, 服装和鞋类的生产,对面料的耐用性、纽扣的稳定性、鞋子的耐磨性等进行测试。

3 拉力机可以测试哪些材料?

拉伸试验机主要用于各种材料的力学实验,可用于橡胶、塑料、电线电缆、光缆、安全带、保险带、皮带复合材料、塑料等金属和非金属材料的测试。型材、防水卷材、钢管、铜材、型材、弹簧钢、轴承钢、不锈钢(及其他高硬度钢)、铸件、钢板、钢带、有色金属线材等。机器用于工厂和实验室,大部分产品都在进行拉力测试。 当然,不同型号的拉伸强度试验机可以测试不同的材料,您应该咨询制造商。

 

 

4 拉伸试验机的工作原理是什么?

万能拉力机充分发挥电子与机械技术相结合、测量准确、效率高、计算机配置与输出测量结果同步的特点。 拉力试验机设备由测量系统、驱动系统、控制系统、计算机部分组成。

  1. 张力值的测量

拉伸试验机的力测量是通过力传感器,一种数据测量系统来完成的。

  1. 变形测量

主要通过变形值来衡量试验中对材料造成的变形。

  1. 测量测量位移

光束的位移数据主要是通过测量光电编码器的输出脉冲数获得的。

  1. 抗拉强度测试仪驱动系统

横梁位移的主要作用,与伺服系统原理相同,通过电脑控制改变电机的转速,从而改变横梁机的位移速度。

  1. 拉力试验机控制系统

操作人员可以通过计算机控制控制测试仪,获取测试仪的测试参数。

  1. 电脑

用于机器的运行、数据收集、分析、汇总。

5 拉伸试验机的结构是什么?

不同品牌型号的拉力机结构不同,以TESTEX拉力仪TF001为例。

 

保护罩:保护仪器免受潮气和生锈,以及灰尘。

夹具支架(上、下):用于固定两个夹具。

 

限位(上下):夹具可以移动的上下限位(不同夹具有不同的限位)。

横梁、传感器:横梁用于安装传感器和夹具,可以控制行程,传感器放置在横梁内部。

传感器的作用是将张力转换成可测量的电信号,从而得到测试结果。

 

水平珠:用于将仪器调整到平衡位置,以方便准确测量。

样品:用于测试的实际样品。

急停按钮:紧急按下时,机器停止运行。

还需要配置计算机。

拉伸试验机TF001背面结构

部分夹具及配件

 

6 如何测试抗拉强度? 测试过程。

  1. 制作试样:按试验标准要求制作试样,测量其尺寸等数据。
  2. 开机:首先在电脑上打开软件测控系统(厂家提供安装包),然后打开万能拉力机电源。 根据要进行的测试选择合适的测试类型。
  3. 试运行:选择合适的速度,使测试仪抬起并运行一点,以确定拉伸强度测试仪的正常运行。
  4. 拉力试验机新记录:根据要进行的试验次数,新试验记录的数量; 并填写相应的批号、编号、试验环境、试样尺寸等相关数据。
  5. 加载试样:调整试样在试验机上的位置,加载试样。
  6. 选择范围:根据试验所需的试验力和变形范围,将拉力试验机调整到合适的齿轮试验力和变形范围(范围)。
  7. 清零:试验力、变形、位移为零。
  8. 抗拉强度测试速度:根据标准测试工艺要求,设置合适的测试速度; 标准速度要求,设置一个比较合适的速度,速度不要太大,以免影响测试结果。
  9. 测试开始:点“测试开始”按钮开始测试。
  10. 抗拉强度测试结束:自动按下“测试结束”按钮后,测试完成。 如果中途需要结束测试,也可以按“测试结束”按钮手动结束测试。
  11. 测试结果:点击“分析”按钮,查看对应的测试结果。 继续测试:点击“测试”按钮返回测试操作界面,点击“下一步”按钮将测试记录切换到下一条。
  12. 保存数据:如果需要保存测试数据,按“保存”按钮将测试数据保存到数据库中以供参考。 打印报告:如果需要打印测试结果,按“输出报告”按钮,将测试结果输出到Word文档并打印。
  13. 测试结束后,清理样品,取下夹具,做好日常维护工作。
  14. 测试关机:先关闭测试机电源,再关闭软件测控系统和电脑。

以上为通用版的抗拉强度测试流程,更详细的操作说明需要厂家提供相应的机器手册。

测试软件界面示意图(以TF001为例)

1.快速掌握

软件主界面如图所示。 一个完整的测试过程包括三个步骤:测试前设置、执行测试和获取测试结果。

2.执行测试:

切换到测试前的界面,选择一个测试标准。 测试将按照此标准进行测试。 测试结束时,将按照此标准输出相应的结果。 如图所示。

 

 

3.执行测试:

点击开始测试按钮,或按开始测试快捷键F7,开始测试按钮进入绿色上拉状态,表示当前测试过程,等待测试自动结束或手动结束测试。

4.获取测试结果:测试结束后,会自动获取测试结果。 如图

 

 

拉伸试验机的扩展知识

1、拉力试验机驱动方式

1.1 液压式拉力试验机

液压式拉力试验机是由上下运动的液压缸带动夹具上下移动,以实现拉机的各种功能。 优点是可以做更高的抗拉强度测试,缺点是控制精度不高,不太卫生。 主要应用于金属材料、桥梁支座、大型板材、建筑材料、复合材料等行业。 其载荷一般在300KN(30T)以上。

工作原理:电机带动油泵转动,油泵吸油,将机械能转化为液压油压力能。 液压阀通过集成块实现方向、压力、流量的调节,通过外部管路传输到液压机械油缸或油马达,从而控制液压机械方向的变化、力的大小、速度,推动液压机械做好工作。

  • 液压拉力试验机,受油源配置限制,试验速度低。
  • 与抗拉强度测试仪相比,小吨位(<300kN)综合性价比低,扩展性差。
  • 伺服阀对油源的液压油过滤精度要求高,需要定期更换液压油。
  • 液压连接管路和接头容易漏油,油源比较嘈杂。
  • 液压油源需配备冷却系统(风冷或水冷),能耗高。
  • 液压拉力试验机对地基要求很高,尤其是机器受力值大,需要按照拉力试验机厂家提供的图纸准备地基,整机占用空间大。
  • 液压驱动,动力强劲,大吨位材料力学试验更可靠稳定。

1.2 机械拉伸试验机

机械式拉力试验机主要由电机螺旋丝杆转动带动,丝杆转动带动夹具上下实现拉力试验机的拉伸、压缩剥离、撕裂、剪切、三点抗弯等功能,优点是高精度控制。

拉伸试验机

单杆结构或门结构机械拉力试验机主机,主要适用于橡胶、塑料、纺织、土工布、防水材料、电线电缆、网绳、金属丝、金属棒材、金属板等材料的拉力试验,增加附件可以做弯曲、撕裂、剥离等测试。

  • 伺服电机驱动,结构紧凑,能源利用效率高,使用维护方便,噪音低,稳定可靠。
  • 可实现载荷控制、应变控制、位移控制三种闭环控制。
  • 测力范围广,在全量程的0.4%到100%之间,测力精度可达0.5级。
  • 测试速度范围可调,测试速度0.001mm/min-1000mm/min,测试行程可根据需要确定,更灵活。
  • 测试方式灵活:测试范围在300kN以下的机型可自由选择和更换测试夹具,并可扩展外接传感器及相应的夹具,以满足不同类型的材料力学测试(如拉伸、压缩、弯曲、剥离、撕裂、剪切、拉伸和扭曲试验)。
  • 可增加高温烘箱、高低温箱或其他环境箱进行环境模拟测试。
  • 大吨位的制造成本更高。

 

2 拉力试验机的分类

2.1 根据自动化程度可分为……

指针式拉力试验机:这种传统的拉力试验机由于测试精度低、性价比低,已被数显式拉力试验机在很大程度上淘汰。 但在小受力范围内,是我们常见的抗拉强度计,常被工厂用于小型产品的简单受力测试,因其价格低廉,颇受欢迎。

数显式拉力试验机,又称微机拉力试验机:试验数据直接显示在液晶屏上,试验项目比较单一,常用于工厂进行质量控制。

电脑系统拉力测试仪:用途最广泛的拉力测试仪,测试数据通过计算机采集,然后通过软件程序处理,生成用户所需的最终数据,并以报告的形式打印出来。 常用于科研单位、检测机构、新产品开发等。

2.2 按控制系统可分为……

变频系统拉力试验机:采用变频电机控制系统,拉伸和压缩的速度由变频调速器控制。

伺服系统拉力试验机:采用伺服电机控制系统,拉压速度、位移控制更准确。 一套伺服控制系统,采用智能反馈式操作,可进行定速测试、循环测试、编程测试等。

另一种驱动方式拉力试验机:通过直流电机控制,驱动方式拉力试验机由于性价比低,已逐渐被淘汰。

2.3 根据行业和功能特点可分为……

金属拉力试验机:金属材料抗拉强度高,伸长率小,需配备金属点伸长率仪。

橡胶拉力试验机:橡胶或弹性体的伸长率比较大,需要配大标点伸长装置,而夹具设计要考虑适合橡胶的特性,不打滑。 可配O型圈夹具、轮胎工业用夹具等。

塑料拉伸试验机:塑料的拉伸强度比橡胶大,伸长率有大有小,常需进行三点弯曲试验。

织物拉力测试仪:纺织行业需要测试织物剥离、刺破、撕裂、单纱拉伸等测试,夹具和软件专用。

纸张拉力测试仪:纸张需要测试拉伸强度、环强度、垂直压缩、平面压缩、边缘压缩、剥离强度等,夹具较多。

皮革拉伸试验机:皮革需要测试拉伸强度、撕裂强度等,测试项目比较简单。

影响拉伸试验机性能和精度的因素

拉力试验机是现代电子技术与机械传动技术相结合的大型精密试验仪器,充分发挥机电一体化的特点,具有测量范围宽、精度高、响应速度快等特点。 拉力试验机工作可靠、高效,可实时显示、记录和打印试验数据。 它由测量系统、驱动系统、控制系统和计算机结构组成。

1 力值的测量

力是通过称重传感器、放大器和数据处理系统来测量的。 最常用的称重传感器是应变计传感器。

应变片传感器是由应变片、弹性元件和一定的附件(补偿元件、屏蔽层、接线插座、加载件)组成的装置,可以将一定的机械量转化为电输出。 应变式传感器的种类很多,主要有桶形力传感器、辐条力传感器、S型双连孔式传感器、横梁式传感器等类型。

从材料力学可知,弹性元件某一点的应变Ɛ与施加在弹性元件上的力和小变形条件下的弹性变形成正比。 例如,当传感器受到拉力 P 时,由于弹性元件上的应变与外力 P 的大小成正比,因此应变片贴在弹性元件的表面上,因此应变片为连接到测量电路,可以测量输出电压来确定力。

对于力传感器,通常使用差分全桥测量,其中连接应变片以形成桥式电路。 简单来说,外力P使换能器中的应变片发生变形,造成电桥不平衡,从而引起换能器输出电压的变化。

一般来说,传感器的输出信号很弱,通常只有几个 毫伏,如果直接测量这个信号,难度很大,不能满足高精度测量的要求。 因此,这个微弱的信号必须通过放大器进行放大,该放大器将信号电压放大到 10V。 此时信号为模拟信号,该模拟信号通过多路开关和A/D转换芯片转换为数字信号,然后进行数据处理,至此测力结束.

传感器的好坏决定了拉力机的精度和稳定性,目前市场上带传感器的拉力机,力值小的一般采用S型传感器,力值大的一般采用辐条式传感器。 内部传感器一般为电阻应变片式,如果应变片精度不高或固定应变片胶的耐老化能力差,或者传感器材质不好,都会影响传感器的精度和使用寿命。传感器。 TESTEX的拉力机采用知名传感器,精度高,线性好,非常稳定,几十年都不会变。

2 变形和横梁位移的测量

这是通过变形测量装置测量的,该装置用于测量试样在试验过程中的变形。

该设备有两个夹头,它们通过一系列驱动器连接到安装在测量设备顶部的光学编码器。 当两个支架之间的距离发生变化时,光电编码器的轴旋转,光电编码器输出脉冲信号。 该信号然后由微控制器处理以给出样品的变形量。

横梁位移的测量原理与变形测量的原理大致相同,都是通过测量光电编码器输出的脉冲数,得到横梁的位移。

传动主要由丝杠完成,如果丝杠有间隙,拉伸试验将直接影响断裂后的最大试验变形和伸长率。 目前市面上的一些拉力试验机是用T型的普通螺丝,所以间隙比较大,摩擦也比较大,导致寿命短。 TESTEX万能拉力试验机使用的丝杠为高精度无背隙滚珠丝杠,表面淬火硬度高,使用寿命可达数十年,并保证同样的精度。

3 拉力试验机驱动系统

该驱动系统主要用于万能材料试验机横梁的运动。 它的工作原理是通过伺服系统控制电机,电机通过减速箱等一系列传动机构带动丝杆转动,从而控制横梁的运动。 通过改变电机的速度,可以改变横梁的移动速度。

目前市面上部分拉力试验机采用普通三相电机或变频电机,此类电机采用模拟信号控制,控制响应慢,定位不准确,一般调速范围窄,有高速无低速或低速速度没有高速,速度控制不准确。 TESTEX万能拉力机采用的电机为全数字交流伺服电机,控制方式采用全数字脉冲控制,速度范围宽,可达0.01-1000mm/min,控制定位准确,响应速度快,电机能保证全范围调速精度,使用寿命可达数十年。

4 拉力试验机控制系统

顾名思义,就是控制万能材料试验机电脑伺服系统运行的系统,人们可以通过控制台控制试验机的运行,了解试验机的状态和试验参数通过显示器。 如果机器配上电脑,还可以实现各种功能,进行数据处理分析,打印测试结果。 测试仪与电脑的通讯一般采用RS232串口通讯的形式,通过电脑背面的串口(COM号)进行,成熟可靠,使用方便技术。

目前市场上拉力试验机的测控系统大多采用8位单片机控制,采样率低,抗干扰能力差,另外如果AD转换器的位数也低分辨率,那么测量将不准确。

如何以  拉伸强度这是r?

现在市场上的拉力试验机品牌众多,试验种类繁多,价格和质量参差不齐。 那么作为买家或企业主,我们应该如何选择拉力测试仪呢? 如何判断拉力试验机哪个牌子好? 参考依据是什么? 下面我为大家做一个详细的分析。

在购买拉力测试仪时,您可能会遵循三个原则:测试需求、机器性能和制造商服务。 首先,根据试验类型选择合适规格参数的拉力试验机。 另外,拉力试验机对硬件和软件都有很高的要求,所以要根据服务和质量来选择合适的厂家。 这是详细信息。

1 D确定什么 测试需要完成.

确定要进行哪些测试以确定我们需要购买哪些仪器。 首先,我们必须确保我们选择了合适的机器,以防止购买的机器不是我们想象的那样,因为在某些行业中,一些测试是专门针对特殊机器的。

比如弹簧拉伸疲劳试验,理论上拉力试验机也可以,但最好的试验仪器不是拉力试验机,而是弹簧疲劳试验机,是专门为弹簧试验而打造的机器。 另一个例子是橡胶拉伸试验机。 我们都知道橡胶制品需要进行拉伸损伤测试,才能测试其拉伸强度和延伸率等力学性能。 但由于橡胶在拉伸时变形很大,特别是在乳胶制品中,伸长率可能高达1000%以上。 所以在橡胶试样断裂前,要保证万能拉力机的有效行程足够大,需要配合大变形引伸计使用。 所以,选对的比选对的更重要。

2 确定材料的最大试验力。

确定最大破坏力就能确定拉力仪设备的量程,因为它是根据传感器的量程来区分拉力仪的型号。 首先,不同量程的机器传感器不同,另外,拉力机的螺杆、电机、齿轮箱等配件也不同,最后,拉力机的结构也会有所不同,例如, 0-500kg范围为单柱式拉力仪,1-20T范围为双柱式电子拉力仪,30T以上为液压多柱式电子拉力仪。

3 判断功能是否满足要求.

确定拉力机可以做哪些测试:电脑式拉力机一般可以实现拉伸、压缩、弯曲、剥离、撕裂、剪切、穿刺、低疲劳等测试,但一些简单的数显式拉力机无法测试剥离、疲劳、剪切等功能。

4 D确定测试行程和测试速度是否一致.

测试行程是根据材料的特性来确定的,金属等硬质材料的行程通常不是很大,标准的拉力测试机就可以满足。 但对于一些软包装薄膜、橡胶、硅胶等材料,测试行程很大,有的可能需要加大拉力仪的行程才能满足测量。 测试速度也是拉力机的一个重要参数,一般拉力机在0.1-500mm/min,这个速度范围已经能够满足大部分的测试要求,一些特殊的产品可能需要1000mm/min甚至更大的测试速度,这些都需要提前确定。

5 确定核心品牌 备用 机器部件.

我们都知道拉力试验机的核心部件有:传感器、螺丝、电机、齿轮箱,甚至包括控制器等。万能试验机拉力试验机的国内外厂家,没有一个配件100%使用他们的自己生产,所以部分核心配件外包出去,这也涉及到这些配件的品牌。 一个好的品牌不仅精度、质量方便性更好,而且对于机器的整体性能、稳定性、可靠性也有重要影响。 因此,核心配件也作为比较参考的重要依据。

6 确定是否 准确性 机器满足要求.

普通拉力试验机的精度标准为1级,即本机精度在±1%以内; 当然还有更高的0.5级,测量精度误差在±0.5%以内。 选择时根据自己的实际需要选择即可。

7 确定品牌是否为厂家直销,售后服务是否有保障.

作为自用的拉力测试仪,我们要确定供应商是否是厂家直销,售后服务有保障,毕竟拉力设备的电子产品很多,可能会出现各种故障,所以选择什么样的供应商同样重要。

8 比较价格,选择口碑好的品牌

以上都没有问题,最后就是考察价格了,毕竟价格还是很重要的。 关于价格建议:根据贵公司的预算来选择品牌,不要一味追求大品牌,但绝对不要买远低于正常市场价格的,除非你买只是看用途。

品牌推荐 of 电子通用 拉伸 测试仪

除了从拉力测试仪的质量来评估品牌外,我们还可以从售后服务、测试标准的符合性、操作的简单性、价格等方面来评估它们。 以下是一些更好的品牌的简要列表,以满足不同的购买需求。

日本岛津拉力试验机. 日本的电子技术已经非常发达,其松下交流伺服电机在各行业中可见一斑,日本的NTS传感器也是世界知名的传感器。

德国ZWICK拉力试验机. 德国工业制造确实是时代的传承,精湛的工艺和专注加上施耐德系列品牌配件让ZWICK拉力测试仪戴上了顶级称号。

美国MTS拉伸试验机. 美国MTS拉力试验机以稳定性着称,不管怎样,质量都有保障,是百年老字号的传统。

美国英斯特朗拉力试验机,从1946年到现在的知名历史品牌,属于品质尚佳的乐器。

台湾高泰拉力试验机,台湾一向以品质和专注着称,也是世界知名品牌。

广东TESTEX拉力试验机,测试稳定,专门针对橡胶、塑料、纤维等有机高分子材料,更专业。

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如果您想进一步了解 拉伸试验机的规格和操作方法, 看这里。

 

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