万能试验机

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用途作用/试验机

试验机主要是用于测量材料或产品的物理性能的，比如:钢材的屈服强度、抗拉强度，管材的静液压时间测定， 门窗的疲劳寿命等。用于测量材料的化学性能的也就是化学成分的，一般叫分析仪，不叫试验机。试验机概念和用途试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。

技术特点：/试验机

1、选择附加力传感器可扩大测量范围；
2、力控速率调节范围也可以按应力速率选择，应力速率=力控速率/试样原始横截面积；
3、变形速率调节范围也可以按应变速率选择，应变速率=变形速率/试样原始标距；
4、力控速率和变形速率都和试样的材料有关，其范围都不能超出位移速率调节范围；
5、为了避免力传感器产生永久变形，在进行长时间保持试验时， 试验力*不要超过传感器满量程的5 0 %；
6、有效拉伸空间为安装好标准拉申夹具后的试验空间，如夹具不同，其数值将有所区别；
7、有效拉伸空间和有效试验宽度可以扩展，订货时请特别申明；
8、“/”前后的数值为可选数值。

材料试验/试验机

材料的机械性能：材料在外力的作用下，所表现的抵抗变形或破坏的能力，称作材料的机械性能。包括强度、塑性、弹性、脆性、断裂韧性、硬度等。
材料试验：机械性能试验、物理实验、化学实验。
材料的机械性能试验：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、疲劳、蠕变、持久、松弛、磨损、硬度等试验。在材料试验中，特别是金属材料的静态试验，普通中经常用的是在室温条件下进行的拉伸试验。因为金属拉伸试验比较容易作，得到的数据能够反映受试材料的机械特点，因此得到普遍的应用。而作为金属材料拉伸试验的国家标准GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法，具体体现了对金属材料拉伸的要求和规定。 

操作规程/试验机

⒈ 使总开关接通电源。
⒉ 根据试样，选用测量范围，在摆杆上挂上或取下摆铊并调整缓冲阀手柄，对准标线。
⒊ 根据试样形状及尺寸把相应的夹头装入上下钳口座内。
⒋ 在描绘器的转筒上，卷压好记录纸（方格纸），此项只是需要时才进行。
⒌ 开动油泵电动机，拧开送油阀使试台上升纸10毫米，然后关闭油阀，如果试台已在升起位置时则不必先开油泵送油，仅将送油阀关好即可。
⒍ 将试样一端夹于上钳口中。
⒎ 开动油泵调整指针对准度盘零点。
⒏ 开动下钳口电动机，将下钳口升降到适当高度，将试样另一端夹在下钳口中，须注意使试样垂直。
⒐ 将推杆上的描绘笔放下进入描绘准备状态（需描绘时才进行）。
⒑ 按试验要求的加荷速度，缓慢地拧开送油阀进行加荷试验。
⒒ 试样断裂后关闭油阀，并停止油泵电动机。
⒓ 记录需要数值并将描绘。
⒔ 打开回油阀，卸荷后被动针拨回零点。
⒕ 取下断裂后的试样。
⒖ 压缩及弯曲等试验可参照上述各项进行操作。

产品类型/试验机

试验机主要类型： 1.金属材料试验机； 2.非金属材料试验机； 3.力与变形测试仪器(力传感器、测力仪、位移传感器、引伸计、加速度计等)； 4.包装件与工艺性能试验机(包括包装件跌落试验机、包装件冲击试验机、摩擦磨损试验机、弯折试验机、校直机等)； 5.平衡机(包括现场平衡仪)；6.振动台(包括冲击台与碰撞试验台)；7.无损检测仪器(磁粉探伤机、X射线探伤机、γ射线探伤机、超声探伤仪、涡流探伤仪、声发射检测仪等)；8.试验机功能附件和与试验机相关的试验仪器与设备。

检测控制：/试验机

1、检测与 测力仪，拉力机，硫化仪
是两个不同的概念，但又不可分割，一般来说，对于一个特定的系统，在一个特定的试验条件下，它只是控制了一特定参数，如电拉，它只控制试台的移动速度，而检测量一般来说不止一个，如电拉一般有载荷 、位移、变形等检测环节。
2、开环控制与闭环控制：开环控制 测力仪，拉力机，硫化仪。
3、检测分档与控制分档：
检测分档：可分提高测量的灵敏度，解决大管理站称小物的问题。
控制分档：用来解决*“定位”的问题，同时也解决测量精度的问题。
档放大与量程分档的关系：这是两个不同的概念，但又相互关联。分档放大是指 测力仪，拉力机，硫化仪
放大器的一个局部参数，而量程分档是指试验机的一个对部特性参数。对用户而言后者有实际的含义，而前者并不需要用户关注。
4、D/A、 测力仪，拉力机，硫化仪
转换器
D/A----数字量转换的量
A/D----模拟量黑心数字量
数字量比如：一杯黄豆，你可心用多少粒豆子来数出它的多少，但数量总是1、2、3、4、……n。
模拟量：比如一杯面数，你则无法数它有多少粒，也就是说你无法把它一粒一粒分开，它的量是连续的。
关于“码”的概念：原码、反码、补码、ASCⅡ格雷码。
关于“数制”的概念：10进制、二进制、16进制、BCD码。

各种实验/试验机

拉伸试验：又称拉力试验，是缓慢地在试样两端施加负荷，使试样的工作部分受轴向拉力，引起试样沿轴向伸长，一般进行到拉断为止。通过拉伸试验可测定材料的抗拉强度和塑性特性等。拉伸试样要符合相关的国家、行业标准对不同材料的拉伸试验要求。 
试验设备：*试验机、拉力试验机。拉伸试验曲线应力—应变拉伸曲线。 
拉伸曲线的四个阶段：
阶段1(0ab)—弹性变形阶段a点对应PP值叫做比例极限负荷。b点对应Pe值叫做弹性极限负荷（不产生永久变形的*抗力）0—a段?L正比与p直线阶段a—b段极微量塑性变形（0.001-0.005%）。
阶段2（bcd）—屈服变形阶段c点屈服点对应PSc—d波形段“平台”。
阶段3(dB)—均匀塑性变形阶段B点对应Pb值材料的强度极限负荷（所能承受的*载荷）。 
阶段4(BK)—局部集中变形阶段（缩颈）K点为断裂点对应Pk值断裂负荷。

压缩试验：与拉伸试验相反，用于测定材料在静压力作用下的压力强度、相对缩短率和断面增大率等。 对压缩式样的基本要求是两个支承端面要相互平行。
试验设备：*试验机、压力试验机
弯曲试验：用于测定材料或构件等地弯曲强度极限，弹性模量及*挠度。分为简支梁弯曲试验和纯弯曲试验。
试验设备：*试验机、压力试验机（配备弯曲附件）

剪切试验：用于测定材料的抗剪切能力，一般用来评定铆钉用线材的质量。剪切试验分为单项剪切和双向剪切试验。
试验设备：*试验机

冲击试验：利用摆锤冲击试样前后的能量差来确定该试样的韧性活脆性。特点是冲击力大、作用时间短、变化快。
硬度试验：是一种迅速、经济的机械试验方法，是测定材料机械性能应用广泛的方法之一，是*不损坏试件机械性能的试验。
其他试验：扭转试验 、疲劳试验、蠕变试验 、松弛试验、持久试验

设备保养/试验机

⒈ 安装
试验机安装在清洁干燥而且温度均匀的房屋内同时应考虑到在机器上作较长的长梁弯曲试验的可能性以及使用镜式延伸计进行试验的可能性，所以在试验机的周围应留出足够的空余面积。
试验机主体及测力计安装时不需要特殊地基，只按地基图作好一般地基并留出地脚螺丝孔浇固即可。
找试验机主体水平，可将水平仪放在油缸的外圆上按机座纵横两个位置及水平方向找好水平，用精度在0.10/1000毫米的水平仪找到±1格，不平时在底座下面加垫铁来调整。
测力计顶上有两个孔以备再安装时穿钢丝绳用。
测力计的水平很重要，找水平时使摆杆左侧面与标准线板的刻线对齐，使其不动，然后用弯尺靠在摆杆上部的大面上以0.1/1000毫米的水平仪放在弯尺上找到±2格。不对时在底座下面加垫铁，并须是摆铊与不挂摆铊是指针均须对正零点不动。
将测力计后上方铁门打开检查小线锤的线是否绕在指针同轴小齿轮的沟槽中，系线绳的长度应适当，不能太长或太短，其限度为长不能碰到撤离记得横隔板上，短为小齿轮旋转一周时效锤不会碰到小齿轮。
⒉ 接管
在安装主体与测力计相通的油管时，应首先将油管用柴油洗净，不使任何杂质留在管内，以保证油路中的清洁。
应注意接头垫圈是否完整，如不完整时应取用本机器附带的新垫圈装好以防高压时渗油。
⒊油的规格选用介绍
在液压传动中应采用优质的中等粘度矿物油。油内要不含水、酸及其他混合物，在普通温度下应不分解、不变稠，并在灌入机器以前，油液必须经过过滤。由于用油不当，会使阀门和油路发生堵塞以及机器有可能产生振动，这些都会影响试验机的正常运转。油的参考规格：
比重：0.86—0.97
凝固点：-15℃到-20℃
根据实际情况也可采用国产30—50号机油
⒊灌油及放油
揭开测力计左侧铁门，可以看到钢丝网滤油器，灌油时就通过此滤油器注入油箱内，一次灌入的油量约28公升，以油箱外面上边装设之油位指示器为准，所用之油类规格可参看油的规格选用介绍。
开始使用试验机之前，必须将从油箱到油泵管路中间装设的活栓打开，活栓的刻线与管子成一直线时，表示油箱与油泵之间的油路畅通，如刻线与管子成正交时，则表示关闭。
放油时打开测力计左侧底部之油嘴即可，关于油的使用期限根据各地气候而决定，如发现油开始混秽不能用时应换新油，欲擦试油箱底部或东西掉入取出时先放净油，卸下测力计左下方的圆盖即可，完后须上好。
4.接电
本试验机的电气装置配备在测力计内，设有磁力启动器可用按钮操纵，并有小型变压器，输入电源为380伏，输出电压为6伏，并在测力计正面右上方设有6.3伏小型指示灯一个。
本试验机出厂接线电源为380伏，磁力启动器线圈为380伏，从电源引来的电线，经过测力计前罩接到接线板上.全部接线可参看本说明书中附带之电气线路，接好电源并打开油箱与油泵的通路获栓，其他各部检查完毕后，可开动测力计台面上的按钮，试行运转油泵电动机，观察飞轮旋转方向是否与飞轮箭头方向一致，如不符合时应调换电源接头使其一致，再开动下钳口座升降用电动机，检查下钳口座的升降动作是否与按钮上所示的文字相符，再检查个超程及超荷电钮是否合用.
5.润滑
主体底座上面的压盖上设有注油孔，通过该孔注油来润滑螺母，下钳口座升降用丝杠的螺纹，根据使用情况应该经常润滑，以免磨损妨碍转动.
主体安装完毕后通过底座上面探油针的座孔，用漏斗向油池内注入机油，注入的油深为30毫米，以探油针测出。
测力计内主轴两端之滚珠轴承，平时不准设法注油润滑，以免日久产生油泥妨碍*机构的灵敏度，如果是使用年限较长必须拆卸内部时可用火油冲洗后放入极少量优质润滑油，但要足以能防止其锈蚀，装好后一标准测力计重新校验之。
油泵上没有一个螺丝堵，安装好后，初用时将它拧开，向油泵内部注入大量机油，以后如内部机油因使用日久不良时，可将油泵下面螺丝堵拧开放出之，重新灌入，如果机器经常使用时大约每月应换一次。
6.油泵的初次运转及试车
按动测力计台面上的电钮即可开动及停止油泵的转动，当安装后初次运转或变动电线接头，在开动前必须检查油箱通向油泵通路之活栓是否打开及开动后油泵皮带轮的旋转方向是否按箭头指示的方向旋转。
安装油泵后的初次运转，先把油泵顶上的螺丝取下以与油箱内相同的油用油壶对准丝孔灌入，灌满后再拧紧螺丝，以后如发现内部机油使用日久不良时可将油泵下面螺丝堵拧开放出，再重新灌入清洁的油，如果每天正常使用的话，大约每月抽一次较适当。
当油泵初次运转时，油泵内部常存在一少部分空气不能排出或者在某种情况下有空气被吸入到油泵内，那么油液的输出便形成断断续续，因此荷载的增加也就不规则，指针会产生间歇现象，为了判断这现象，可以将测力计侧面盖板卸下观察，由送油阀流回油箱的油如果没有什么悸动现象，可以设想油泵是在正常的工作。

定义

中文名称：试验机

 试验机定义：用来测定不同条件下，各种材料的机械性能，工艺性能，理化性能，抗振性能等，可以定性、定量的检查材料或零件及其表面内部的缺陷，检验各种旋转零部件或整体的动态不平衡量。

 英文名称：experimental aircraft

定义：广义的说，就是一种产品或材料在投入使用前，对其质量或性能按设计要求进行验证的仪器。从定义可以看出，凡是对于质量或性能进行验证的仪器都可以叫做试验机，但往往有时也叫做检测仪、测定仪、拉力机、检测设备、测试仪等诸如此类的名称。在纺织行业习惯叫强力机，实际上也就是拉力试验机。

所属学科：仪器仪表（一级学科）；试验机（二级学科）

性能试验/试验机

金属材料的室温拉伸试验
材料包括的种类：金属材料和非金属材料，不论是哪种材料在外力的作用下，所表现的抵抗变形或破坏的能力， 称做材料的机械性能。机械性能包括：强度、塑性、弹性、脆性、韧性、断裂韧性、硬度等。

强度：材料在外力（静负荷）的作用下，抵抗其变形或破坏的能力称做强度。抵抗外力的能力越大，强度越高，强度的单位Pa或Mpa（N/mm2或MN/m2）。按材料受力作用不同，强度分为抗拉强度、抗压强度和抗弯强度。
塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不被破坏的能力称做塑性。材料在受外力作用时，产生的塑性变形程度越大，则塑性越好。
弹性：材料在外力作用下，产生变形，当外力取消后，以能恢复原状称为弹性。
脆性：材料在外力作用下，没有明显的永久变形抗断裂称做脆性。
冲击韧性：材料抵抗冲击力的作用而不补破坏的一种能力称做冲击韧性。
断裂韧性：材料内部存在着由于各种原因所产生的微小裂纹在外力作用下，材料抵抗该裂纹扩展的能力，称做断裂韧性。
硬度：材料抵抗比它更硬的物体在压入时而不被破坏的能力，或者说材料抵抗塑性变形、弹性变形的能力称做硬度。

种类分类/试验机

试验机的种类：试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。按照传统分类方法可以分为金属材料试验机、 非金属材料试验机、动平衡试验机、振动台和无损探伤机等五大类。

材料试验机的分类：材料试验机的品种、型号很多，它们的加荷方法、结构特征、测力原理、使用范围都各不相同
按用途分类:测定机械性能用试验机和工艺试验用试验机。
按加荷方法分类:静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。
静态试验机主要包括：*试验机、压力试验机、拉力试验机、扭转试验机、蠕变试验机。
动态试验机主要包括：疲劳试验机：动静*试验机、单向脉动疲劳试验机、冲击试验机等。
按测力方式分类:机械测力试验机和电子测力试验机。
按控制方式分类:手动控制和微机伺服控制试验机。
按油缸位置分类:油缸上置式和油缸下置式试验机。 

*试验机的检定/试验机

 *试验机，集拉伸、弯曲、压缩、剪切等功能于一体的材料试验机，主要用于金属、非金属材料力学性能试验，是工矿企业、科研单位、大专院校、工程质量监督站等部门的理想检测设备。

一般只检定压力示值误差项目，用测力环或测力传感器。
同轴度很多机构都没有设备，有设备的也很少真会用。
液压式的操作需要一点技巧控制进油阀，电子的用慢的速度停在测量点附近计算，比较，计算出示值相对误差。

随着科学技术的快速发展，电子*试验机在社会生产中的应用不断普及，由于其具有准确度高，功能强大，操作方便等优点，在中小力值测量范围内逐渐代替了传统的机械式和液压式试验机，深受广大用户的欢迎。电子*试验机的结构形式与传统机械式试验机不同，电子*试验机的主要结构包括:①主机部分(机架、丝杆、夹具等);②运动控制系统(光电编码器、交流伺服电机、变频器等);③测量系统(力传感器、测量放大器、引伸计等);④数据处理系统(计算机、软件、数据采集器等)。通过计算机控制，电子*试验机可实现对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲和剪切等多项性能试验，并可对试验数据进行实时显示记录、打印。

1.影响电子*试验机准确度的几个因素

由于电子*试验机的技术含量高，部分检定人员对其内部结构不了解，同时，新规程对检定的标准仪器、检定的方法等要求也有所提高。因此计量部门在电子*试验机的检定工作中，应注意以下几个影响试验机准确度的因素。

1.1　负荷传感器的影响

传感器是电子*试验机的主要测量部件，其技术指标对试验机的准确度指标影响很大。电子*试验机中使用的多数是应变式负荷传感器，其技术指标的判定依据有JJG391-1985《负荷传感器》和JJG669-2003《称重传感器》。其中测力用传感器以JJG391-1985《负荷传感器》为技术依据，衡器用传感器以JJG669-2003《称重传感器》为技术依据。JJG391《负荷传感器》中给出的技术指标如表1所示。

(1) 传感器的准确度

用于传感器出厂检验的力标准机主要分为静重式、杠杆式和叠加式等几种。其中静重式力标准机准确度*，一般可以达到0 005%～0 01%的准确度，可检定0 02级～0 03级的传感器，但由于采用砝码直接加荷，因此制造价格高，除个别大型传感器厂的静重式力标准机可达到100kN～200kN外，一般传感器生产厂家的静重式力标准机多为10kN。多数厂家检定10kN以上传感器时，采用价格较低的杠杆式或叠加式力标准机，其准确度为0 03%，因此只能检定0 1级的传感器。由于测量手段的限制，10kN以上的国产传感器准确度实际上多数为0 1级或以下。

试验机制造厂家选用的传感器级别一般为0 03级至0 1级。但部分传感器厂家检验能力不够，却仍然将0 1级的传感器标称为0 03、或0 05级，此类传感器用在电子试验机上，就会对试验机准确度产生较大影响。其次，由于市场竞争激烈，近几年试验机价格大幅下降，制造厂家出于对成本的考虑，会选用级别较低、价格较便宜的0 1级传感器，并认为使用0 1级的传感器制造1级的试验机绰绰有余，这也对试验机准确度产生影响。同时，由于检定规程中采用的是满量程相对误差，因此转换为相对误差时传感器的准确度更低。

(2) 传感器的稳定性

影响负荷传感器性能的指标包括:重复性(%FS)、直线度(%FS)、滞后(%FS)、长期稳定性(%FS/月)、蠕变/蠕变恢复(%FS)、输出温度影响(%FS/10K)等。其中“重复性、直线度、滞后”合称综合误差，为主要技术指标。由于电子试验机在计算机数据处理软件方面，具有内部校准和非线性修正程序，可以对传感器的非线性误差进行修正，使试验机在标定后的示值误差数据非常好，可以在±0 2%～±0 3%以内，但试验机制造厂家往往只关注综合误差指标，而容易忽视其他几个技术指标，造成试验机的长期稳定性不理想。

其中，输出温度影响是传感器的一个重要指标，以0 03级传感器为例，其输出温度影响允差为±0 03%FS/10K，即温度每变化10℃，传感器信号输出会产生±0 03%FS的变化，即在10%量程时有可能产生±0 3%的变化。同样，0 03级传感器的长期稳定性为±0 06%FS/月，即在10%量程时有可能产生±0 6%的变化。这些误差是无法通过软件程序进行修正的。在实际检定工作中，检定人员会发现，一些电子试验机在标定后数据值非常好，但过一段时间就会出现较大的误差，这往往就是由于传感器不稳定造成的。

(3) 传感器使用下限的问题

由于现在的A/D转换技术发展迅速，20位、甚至24位的转换模块都已开始普及应用，对传感器输出电信号的测量已经比较准确，因此试验机生产厂家也不断扩展试验机的测量下限，从原来的10%扩展到现在的1%，甚至0 5%都有，但这只是考虑了A/D转换的因素，并没有考虑传感器的因素。从负荷传感器的检定规程可以看出，负荷传感器的检定点是从10%～20%开始，其技术指标也是以此为依据确定的，在传感器1%的量程下使用，各种因素对传感器的影响是不确定的，传感器的零点漂移和零点温度影响等指标会对测量误差产生较大的影响。例如，0 03级传感器的零点漂移为0 015%FS，在1%量程下，其漂移量就为1 5%，远超出试验机的允差，并且无法用软件程序修正。

同时，由于许多电子试验机具有零位自动跟踪功能，零点输出值在一定范围内变化时，程序会将其自动置零，我们平时看到试验机的零点值十分稳定就是这个原因，但这就令我们没法知道真正的零点漂移误差。

1. 2　标准测力仪偏载的影响

许多电子试验机的下压板有自动调心机构，而由于标准测力仪上压头一般也都有自动调心机构，在检定压向力时，如果下压板没有放置水平，就有可能使标准测力仪产生平行倾斜，试验机的压力不能垂直地加到标准测力仪上，假如标准测力仪产生3°的倾斜，则所受的实际力值为F.cos3°≈0 9986F，即会产生0 14%的误差，如果被检试验机等级是0 5级的话，就会对结果有较大的影响。因此，在检定0 5级试验机时，是不应该同时使用两个自动调心机构的。

1.3　检定方向的影响

电子*试验机的力值检定分拉向和压向两部分，部分检定人员认为试验机的拉、压向示值误差数据是相同的，而且由于检定拉向示值需要连接反向器，或者使用拉向传感器，特别在检定力值较大的试验机时，连接装置比较复杂，从而会忽略拉向力值的检定。实际上，传感器的在不同方向受力时的信号输出值是不一样的，因此，对于电子*试验机必须分别检定拉向和压向的力值误差。

1.4　引伸计的检定

引伸计是电子*试验机的一个位移测量装置，引伸计结合试验机的力值检测用于测量材料的变形、应变、弹性摸量等参数。但由于引伸计是属于几何量的测量仪器，从事力学工作检定人员对引伸计的结构原理和检定方法不够熟悉，也会忽视了引伸计的检定。而部分用户不了解引伸计是否需要单独检定，也会造成漏检，终影响试验机的测量结果。因此，*修订的JJG475-2008《电子*试验机》和JJG157-2008《非金属拉力、压力和*试验机》检定规程中，都将引伸计示值误差规定为首次检定和后续检定的必检项目。

2　总结

总之，电子*试验机是结合机械、电子和传感器技术于一体的精密测量仪器，因此计量检定人员应该对其原理和结构有一定的了解，知道影响试验机准确度的主要因素，并在检定工作中尽量避免这些因素对检定结果的影响。