材料试验机 material testing machine
对材料(金属材料、非金属材料)、零部件、构件施加外力使之变形或扭矩,从而进行力学性能和工艺性能试验或检测的仪器、设备与系统。
在试验机上能进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、蠕变、持久强度、应力松弛、断裂韧性、硬度、冲击、疲劳、磨损、工艺和复合应力等试验。
通过试验可以测定材料的弹性、塑性、韧性、延性、强度、刚度、硬度等力学性能参数和指标。试验机是检测材料质量,安全合理使用和利用新材料,促进材料科学发展,保障生产设备和人身安全必不可少的试验设备,在各个领域得到了广泛的应用。
试验时通常是根据材料、试验方法、试验条件、被测参数和量值的大小来选用试验机。复杂的试验需要在多台试验机上完成。
发展简史
19世纪就已发明和制造了材料试验机,到20世纪随着材料科学和试验技术的发展,也促进了试验机的发展,扩大了种类,提高了技术水平和测量精确度。
尤其是在20世纪60年代末出现的电阻应变测量技术和80年代逐渐普及的微型计算机技术,使试验机的发展生产了一个飞跃,实现了力、变形和温度量值的自动测量和控制,使测量准确度提高了一个数量级。
现代的材料试验机已是一个集机、电、光、液于一体的高科技产品。今后试验机的发展趋势是量程不断扩大,力的测量小到几毫牛,大到几十兆牛,试验功能复合度高,在一台试验机上既可试验金属材料,也可试验非金属材料;可进行静态力试验,也可进行动态力试验,并自动测量、显示和处理试验数据,完全实现试验过程的自动化。
分类
材料试验机有许多种类、系列、规格和功能。可按下列7种方法分类:
①按试验材料类别,有金属材料试验机(其设计适合试验钢、铁及合金等黑色金属材料和铜、铝及合金等有色金属材料),非金属材料试验机(其设计适合试验橡胶、塑料、皮革、纤维、玻璃钢、建材、纸张、木材及涂料等非金属材料)。
②按施加力的状态和施加力速度,有静态力试验机、动态力试验机、磨蚀力试验机。
③按结构原理,有机械式试验机、液压式试验机、电子式试验机、电液式试验机、电液伺服试验机。
④按试验时间,有短时试验机、长时试验机。
⑤按试验温度,有常温试验机、高温试验机、低温试验机。
⑥按装卸试样和试验过程的自动化程度,有自动试验机、半自动试验机、程序控制试验机、微机控制试验机。
⑦按其实现的力学性能试验方法的功能和加力方式,有拉力试验机、压力试验机、万能试验机、扭转试验机、蠕变试验机、持久强度试验机、松弛试验机、硬度计、冲击试验机、疲劳试验机和摩擦磨损试验机等。
按其实现的工艺性能试验方法的功能,还有杯突试验机、弯折试验机、线材扭转试验机和弹簧试验机等。
具有拉伸、压缩、弯曲三种(或三种以上)功能的称为万能试验机。
一般材料试验机是根据其结构型式、加力方式和规格参数进行命名的,如600千牛液压式万能试验机,200千牛电子式万能试验机,100千牛机械拉力试验机等。
结构原理
无论是简单功能的试验机还是复杂功能的试验场,最基本的工作原理就是通过试验机的固定部件和移动部件(或转动部件)对安装在其中的试样施加力,并能测量和指示出施加到试样上的力和(或)变形,再按不同的试验方法进行评定和计算,以提供被试材料的力学与工艺性能数据。
对于某些试验机还要提供所要求的的实验条件,如温度、加力速度、变形速度、复合试验力或特殊介质和空间等。大多数试验机均属于计量器具,其测量的量值如力、长度、温度、硬度等,都要溯源到国家法定计量单位。
摘自:《中国大百科全书(第2版)》第3册,中国大百科全书出版社,2009年
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