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試驗機概述6 V& Y1 ?2 u0 O/ y
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1.定義
( s4 C( v5 y; J1.1試驗機概念和用途 試驗機是在各種條件、環(huán)境下測定金屬材料、非金屬材料、機械零件、工程結(jié)構(gòu)等的機械性能、工藝性能、內(nèi)部缺陷和校驗旋轉(zhuǎn)零部件動態(tài)不平衡量的精密測試儀器。在研究探索新材料、新工藝、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的過程中,試驗機是一種不可缺少的重要測試儀器。廣泛應(yīng)用于機械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通運輸、等工業(yè)部門以及大專院校、科研院所的相關(guān)實驗室。對有效使用材料、改進工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、保證產(chǎn)品安全可靠等都具有重要作用。5 n5 ^0 u, c$ x) _
1.2試驗機的種類:試驗機的種類很多,有多種不同的分類方法。按照傳統(tǒng)分類方法可以分為金屬材料試驗機、非金屬材料試驗機、動平衡試驗機 、振動臺和無損探傷機等五大類。
: a; j" h) J: g1.2.1材料試驗機的分類:材料試驗機的品種、型號很多,它們的加荷方法、結(jié)構(gòu)特征、測力原理、使用范圍都各不相同
8 V N( O- Y2 |; Z/ F% y$ d p1.2.1.1按用途分類: 測定機械性能用試驗機和工藝試驗用試驗機 ' ~5 v/ Q: U) @8 m& S( Y) b$ r
1.2.1.2按加荷方法分類: 靜負(fù)荷試驗機(靜態(tài))和動負(fù)荷試驗機(動態(tài))
# ]+ Y5 J1 \* _# O$ ]1.2.1.2.1靜態(tài)試驗機主要包括:# [- e( Q; g+ w `
●萬能試驗機:液壓萬能試驗機和電子萬能試驗機
( `( N* c: H/ g+ g/ A●壓力試驗機9 d: @: O/ ?0 ?$ e5 j, E' s$ x
●拉力試驗機0 U( C: M8 w3 n* D: M
●扭轉(zhuǎn)試驗機
+ I0 g8 Y1 l& z! Q/ @●蠕變試驗機
8 w: F7 w! \. F! D$ `: o1.2.1.2.2動態(tài)試驗機主要包括: 疲勞試驗機:動靜萬能試驗機、單向脈動疲勞試驗機、沖擊試驗機等7 t. e) `1 ~& x6 p2 \
1.2.1.3按測力方式分類:機械測力試驗機和電子測力試驗機" z( y6 N, @- n5 M9 y0 I+ W3 c
1.2.1.4按控制方式分類:手動控制和微機伺服控制試驗機* d& Y" r9 p# M3 A; N
1.2.1.5按油缸位置分類:油缸上置式和油缸下置式試驗機8 F! B, t0 |1 O; N8 U1 M
1.3材料試驗
7 x6 E4 i3 l/ k9 u" f. j t; K1.3.1材料的機械性能:材料在外力的作用下,所表現(xiàn)的抵抗變形或破壞的能力,稱作材料的機械性能。包括強度、塑性、彈性、脆性、斷裂韌性、硬度等。: G# _3 S9 {. z7 V7 G
1.3.2.材料試驗:機械性能試驗、物理實驗、化學(xué)實驗。# w% h* {9 t; N3 j$ E0 u7 h8 U
1.3.3材料的機械性能試驗:拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)、沖擊、疲勞、蠕變、持久、松弛、磨損、硬度等試驗。: E, g1 r! I0 |
1.3.3.1拉伸試驗:又稱拉力試驗,是緩慢地在試樣兩端施加負(fù)荷,使試樣的工作部分受軸向拉力,引起試樣沿軸向伸長,一般進行到拉斷為止。通過拉伸試驗可測定材料的抗拉強度和塑性特性等。
2 {+ _- [' C+ {●拉伸試樣要符合相關(guān)的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對不同材料的拉伸試驗要求。4 \) i T) F& x$ d$ y: \* R
●試驗設(shè)備:萬能試驗機、拉力試驗機。
# u/ Z+ F. O w6 z+ D●拉伸試驗曲線 應(yīng)力—應(yīng)變拉伸曲線; j7 z0 m& t" D8 m( k8 A
●拉伸曲線的四個階段
* v, z2 [& {4 E* `( E●階段1(0ab)—彈性變形階段 a 點對應(yīng) PP值叫做比例極限負(fù)荷。 b點對應(yīng) Pe值叫做彈性極限負(fù)荷(不產(chǎn)生永久變形的最大抗力)0—a段 ÄL正比與p 直線階段 a—b段極微量塑性變形(0.001-0.005%): e, E1 q; f* v, @' {
●階段2(bcd)—屈服變形階段 c 點屈服點對應(yīng)PS c—d波形段“平臺”2 t4 o4 l1 q7 `2 B$ s
●階段 3(dB)—均勻塑性變形階段 B點對應(yīng)Pb值材料的強度極限負(fù)荷(所能承受的最大載荷)
) x1 U% ]+ X6 [●階段4 (BK)—局部集中變形階段(縮頸)K點為斷裂點對應(yīng)Pk值斷裂負(fù)荷。/ [2 @- b+ h# N8 H
1.3.3.2壓縮試驗:與拉伸試驗相反,用于測定材料在靜壓力作用下的壓力強度、相對縮短率和斷面增大率等。7 k @. e; a' A* x' k& M
●對壓縮式樣的基本要求是兩個支承端面要相互平行。( n. @$ Y) L9 W% Q, b
●試驗設(shè)備:萬能試驗機、壓力試驗機3 A4 D' t3 L& k; z3 Z; A( f
1.3.3.3彎曲試驗:用于測定材料或構(gòu)件等地彎曲強度極限,彈性模量及最大撓度。
) h- q) @+ a# z& q# H4 k5 f) u●分為簡支梁彎曲試驗和純彎曲試驗
# g) G: R7 O$ Q4 d/ W( m2 W( b●試驗設(shè)備:萬能試驗機、壓力試驗機(配備彎曲附件)4 C& I' z: M6 R) c9 [# E5 c
1.3.3.4剪切試驗/ t" ^7 F. E* b. Q4 k: C6 c
●用于測定材料的抗剪切能力,一般用來評定鉚釘用線材的質(zhì)量。
8 Q% _* ~0 F* s" F●剪切試驗分為單項剪切和雙向剪切試驗。
[' Q* n' v* T: G$ ?& F5 E7 `- c●試驗設(shè)備:萬能試驗機, I. D3 i' l- I/ L2 i. f' \. P
1.3.3.5沖擊試驗: a# i" q* P) h
利用擺錘沖擊試樣前后的能量差來確定該試樣的韌性活脆性。特點是沖擊力大、作用時間短、變化快。. R, `, Q5 ?' g1 w8 r
1.3.3.6硬度試驗
& k- Z; d2 J6 H3 v* ~3 ?是一種迅速、經(jīng)濟的機械試驗方法,是測定材料機械性能應(yīng)用最廣泛的方法之一,是唯一不損壞試件機械性能的試驗。
7 W- w6 j; b! K" ~2 k" X. y1.3.3.7其他試驗
9 `) ^3 m4 k( s% N& W. r$ T" ]●扭轉(zhuǎn)試驗
" ?: O6 P! L1 x+ O# j9 O1 D9 d●疲勞試驗
' G7 D3 t- a" J5 T' z& r●蠕變試驗
; O" j3 `4 e0 M: \: ^; M) q+ t●松弛試驗
+ Y$ v9 ^3 `: G; b●持久試驗: q! l; \4 k5 A/ P
1.4金屬機械性能的試驗方法
; _ K/ z& K% s金屬材料的室溫拉伸試驗% |- u2 Z7 K T+ X/ K3 }4 a. U
材料包括的種類:金屬材料和非金屬材料,不論是哪種材料在外力的作用下,所表現(xiàn)的抵抗變形或破壞的能力,稱做材料的機械性能。機械性能包括:強度、塑性、彈性、脆性、韌性、斷裂韌性、硬度等。
5 p) H9 X" y6 l. v, q1.1強度:材料在外力(靜負(fù)荷)的作用下,抵抗其變形或破壞的能力稱做強度。抵抗外力的能力越大,強度越高,強度的單位Pa或Mpa(N/mm2或MN/m2)。
4 F: s( d" s' y4 M$ d. d) O按材料受力作用不同,強度分為抗拉強度、抗壓強度和抗彎強度。) ]: a# V( u; D, n: ^$ s/ C, ^4 I
1.2塑性:材料在外力作用下,產(chǎn)生永久變形而不被破壞的能力稱做塑性。材料在受外力作用時,產(chǎn)生的塑性變形程度越大,則塑性越好。
; A y9 R5 m T' t1.3彈性:材料在外力作用下,產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后,以能恢復(fù)原狀稱為彈性。2 h6 a; M+ B" g1 S4 `
1.4脆性:材料在外力作用下,沒有明顯的永久變形抗斷裂稱做脆性。$ [9 i3 ^4 i8 |; `
1.5沖擊韌性:材料抵抗沖擊力的作用而不補破壞的一種能力稱做沖擊韌性。
( m0 j" \! r% b) n+ L; r1.6斷裂韌性:材料內(nèi)部存在著由于各種原因所產(chǎn)生的微小裂紋在外力作用下,材料抵抗該裂紋擴展的能力,稱做斷裂韌性。
' ]+ ?7 [& y2 o: a1 u. S1.7硬度:材料抵抗比它更硬的物體在壓入時而不被破壞的能力,或者說材料抵抗塑性變形、彈性變形的能力稱做硬度。
- B% M, {. W/ |' ~# D# {5 A在材料試驗中,特別是金屬材料的靜態(tài)試驗,最普通中經(jīng)常用的是在室溫條件下進行的拉伸試驗。因為金屬拉伸試驗比較容易作,得到的數(shù)據(jù)能夠反映受試材料的機械特點,因此得到普遍的應(yīng)用。而作為金屬材料拉伸試驗的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法,具體體現(xiàn)了對金屬材料拉伸的要求和規(guī)定。
8 D2 t c+ S5 F' Y7 R" X) w/ n這個標(biāo)準(zhǔn)是金屬試驗標(biāo)準(zhǔn)化里的大標(biāo)準(zhǔn),這不僅是因為它應(yīng)用普遍,同時,許多其他的試驗標(biāo)準(zhǔn)都引用了這個標(biāo)準(zhǔn),成為那些標(biāo)準(zhǔn)的一部分。
6 ?' K: Z- N6 _1 N1 h# b3.時代試金液壓萬能試驗機技術(shù)參數(shù)與特點:3 Y+ @- [: D' g0 V9 c8 c) u
3.1時代試金液壓萬能試驗機概況
5 `- l0 r1 i3 g* N/ u歷史悠久 中國最大的液壓萬能試驗機制造基地+ y [& |/ S, {5 \
品種齊全 滿足不同領(lǐng)域用戶的材料測試需求+ V+ b# |& t9 a j0 ^6 e2 X
技術(shù)領(lǐng)先 引領(lǐng)中國材料測試技術(shù)先進水平! L+ w! x8 x: s% e% m. J
濟南試金集團有限公司自生產(chǎn)試驗機以來,經(jīng)過50多年的科技創(chuàng)新,液壓萬能試驗機由最初的一個品種,發(fā)展到今天的WE、WEW、WAW三種技術(shù)水平50余種產(chǎn)品。由于液壓式萬能試驗機具有抗沖擊、剛性強、負(fù)荷大等顯著特點,在大負(fù)荷力學(xué)性能試驗領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢,特別是在冶金、建材、建工、交通、教學(xué)科研等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。2 u, ^7 L" f4 V9 ]' u- b4 f' d _
經(jīng)過幾代試金人的不懈努力,形成了完善的液壓萬能試驗機產(chǎn)品系列:! T& @2 m; y% y( w' _. l! v4 l
按照技術(shù)水平分為三個檔次:
, s# Z' M+ ^% C6 W- X/ k& }a.液壓式萬能試驗機 WE系列& J; J1 B6 `2 W& N
b.微機屏顯示液壓萬能試驗機 WEW系列4 {( Y. k4 e& V% e7 K& {
c.微機控制電液伺服萬能試驗機 WAW系列1 o' q0 y# I, g# _
按照主機形式分為三種類型9 x. P# Y6 p9 A8 E; D
a.WE-***A 油缸上置式主機(阿姆斯拉式)
/ I; i8 i2 m7 Z+ \8 Kb.WE-***B 油缸下置鏈輪傳動式主機2 L- U* _4 M K5 U8 ~/ v# c9 P( v
c.WE-***C 油缸下置蝸輪傳動式主機(島津機型)
- f4 |0 o6 f6 m5 o7 v液壓萬能試驗機產(chǎn)品規(guī)格:
% Q& S# \0 @, \* j基本型的WE系列液壓式萬能試驗機產(chǎn)品,包括WE—**、WE—**A、WE—**B、WE—**C、WE—**D五種型號從50KN到2000KN共18種規(guī)格。 : `$ A1 m+ h+ i! R; {- ]. i
WEW系列微機屏顯示液壓萬能試驗機包括WEW—**、WEW—**B、WEW—**C、WEW—**D四種型號從50KN到2000KN共16種規(guī)格;
9 x) q' L5 f* n2 k) pWAW系列微機控制電液伺服萬能試驗機包括WAW—**、WAW—**C、WAW—E**C、WAW—Y**四種型號從50KN到2000KN共18種規(guī)格。# f X. O( @# Q2 ~
按照萬能試驗機主機形式分為手動夾緊式、液壓夾緊式(A)、鏈輪調(diào)整油缸下置式(B)、島津油缸下置式(C)、油缸下置式施工專用型(D)。
; B% P; Z& F% r5 y5 `不同的機型具備不同特點,傳統(tǒng)阿姆斯拉油缸上置式主機拉伸空間在主機下部,拉伸試驗操作方便,勞動強度較低,特別適合冶金系統(tǒng)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中以金屬材料拉伸實驗為主的用戶,但由于整機高度偏高要求試驗室必須有足夠的空間。+ U9 K8 O+ \. P, n( w2 X
鏈輪調(diào)整油缸下置式(B)和油缸下置式施工專用型(D)液壓萬能試驗機是專為高速公路、鐵路建設(shè)施工、監(jiān)理設(shè)計,該機型整機高度較低、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、轉(zhuǎn)場運輸方便,為各施工單位所青睞,但是空間調(diào)整機構(gòu)復(fù)雜 、拉伸空間在上部造成工作強度較大、操作不太方便。1 u; c+ I9 @8 X( j# M; u4 s
島津油缸下置式(C)型主機由于設(shè)計剛度大、傳動結(jié)構(gòu)簡單、蝸輪機構(gòu)調(diào)整試驗空間可靠、設(shè)有試驗空間多級調(diào)整機構(gòu)、夾緊伺服雙油源設(shè)計等顯著特點,重點面向國內(nèi)冶金科研機構(gòu)、鋼鐵集團技術(shù)中心試驗室、高校教學(xué)科研、軍工部門、國家級重點實驗室等以科學(xué)研究技術(shù)開發(fā)為主的用戶,已在國內(nèi)銷售近千臺,返銷日本500余臺。% J9 g P( V9 m1 l, h5 J7 U
WE系列液壓式萬能試驗機可靠性強,對工作環(huán)境要求較低,屬于成本較低的普及型產(chǎn)品,適宜于冶煉、軋鋼、鑄造、機械制造等生產(chǎn)現(xiàn)場及公路、鐵路、水利水電等建設(shè)施工工地現(xiàn)場、原材料進場的性能檢測等。2 R+ C3 n" I7 Z
WEW系列微機屏顯式液壓萬能試驗機作為WE系列的升級換代產(chǎn)品,采用試金專有技術(shù)生產(chǎn)的試驗機專用PC卡,從1996年開始大批量生產(chǎn)多年,技術(shù)先進、性能穩(wěn)定可靠,適宜于對拉伸試驗有變形要求的較高層次的用戶,主要面向經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)的廣大用戶,包括各地產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測部門、普通高校等。3 G* I; H( U. k' Y! f0 q+ N$ a: T
WAW系列微機控制電液伺服萬能試驗機是目前具備國際先進水平的高端產(chǎn)品,主要由WAW—Y**系列采用引進日本島津公司全套主機、控制技術(shù),WAW—E**C系列采用德國DOLI公司EDC120控制器,WAW--**C系列采用濟南試金PC機全數(shù)字控制技術(shù)生產(chǎn)的三種技術(shù)水平的產(chǎn)品。主要面向材料科研、質(zhì)檢中心、高校教學(xué)科研、軍工、航空航天、能源等高端用戶。 |
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