材料力学性能试验及试验机选型.doc

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1、材料力学性能试验及试验机选型瑞格尔公司总经理刘国胜，近日编写了《材料力学性能试验及试验机选型》一文，使更多的专家、学者和用户了解“瑞格尔”品牌试验机。常见万能材料试验机的性能特点分析及选型伴随着社会的进步，国力的增强，各类新材料层出不穷，原有材料的性能也有了进一步的提高，使用面也在不断的扩大，因而对材料的检验也提出了更高的要求。众所周知，在上世纪80年代之前，材料试验机的使用仅局限于金属等少数领域，而如今，材料试验机的使用范围已不再只限于金属等领域了，它已经扩展到了所有的行业。材料试验机由过去的手动液压试验机一统天下，发展到今天，多种控制模式并存，性能特点各异，百花齐放的时代。在这琳琅满目

2、的试验机中，如何选择一款适合自己特点的试验机是大多数用户所关心的事。由于目前绝大多数的材料试验都是静力学性能试验，为此，下面就针对目前市场上的常见万能试验机的性能特点做一个简单的对比分析，提出一个选型原则，供大家参考。一、常见万能材料试验机的种类目前市场上常见的万能材料试验机主要有两大系列，四种类型：1、液压系列：手动液压万能材料试验机电液伺服液压万能材料试验机2、电子万能系列：常规电子万能材料试验机高性能电子万能材料试验机它们的性能各异，优缺点并存，各有各的用户群体。二、性能特点1、液压系列1）手动液压万能材料试验机手动液压万能材料试验机主要采用简易高压油源作为动力源，手动调整阀作为控制

3、元件，并进行人工手动实现加载，因而，它属于开环控制系统。由于受油源流量及主机结构的限制，它的油缸活塞行程较小，常见的一般在300mm左右，它的试验速度一般也较小。受价格因素的影响，测力传感器一般采用压力传感器（大吨位基本采用压力传感器）。因而，精度较低，量程较小，一般精度为1级或2级，量程一般为4%-100%F.S。受油缸摩擦力的影响，吨位一般很难做到很小，国内最小为5T。但由于它所特有的低价及大吨位的特点，目前，在成品检验、单一材料指标的测试中还在大量使用。2）电液伺服类万能材料试验机它主要采用了精密高压油源作为动力源，使用伺服阀或比例阀作为控制元件进行闭环自动控制，因而控制性能较高，一

4、般可实现载荷、应变、位移三种控制模式。同手动液压万能材料试验机一样，受油源流量的限制，他的试验速度较低。由于采用闭环自动控制，系统刚度成了整个系统正常工作的关键。众所周知，液体的刚度是比较低的，为了尽可能的减少液体对整机刚度的影响，一般电液伺服试验机的行程都不大，同样受整机刚度的影响，电液伺服类试验机的吨位都不可能做的很小，基本上都在一吨以上。但由于它有多种控制模式，因而具有使用灵活，性能较高的特点。2、电子万能系列1）常规电子万能类材料试验机常规电子万能主要采用伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行部件，实现试验机移动横梁的速度控制，它的试验速度范围可进行调整，以RGM-200为例，它的

5、试验速度可达0.001mm/min-1000mm/min，速比可达100万倍之多，试验行程可按需要而定，最大可达几米。这是液压类试验机无论如何也实现不了的。随着电子技术的发展及伺服电机性能的提高，电子万能所采用的电机从早期的直流伺服电机到现在的更多的采用交流伺服电机，从早期的功率元件选用可控硅进行移相触发控制到今天的采用多种功率模块实现脉宽调制控制，电子万能的性能有了质的飞跃，人们心目中的电子万能故障率高，性能较差的情况已经不复存在了。由于常规电子万能采用速度控制，因而对系统刚度的要求不高，这样就为小吨位试验机的实现创造了有利的条件。从目前国际、国内的情况看，一吨以下试验机基本上都为常规的

6、电子万能类试验机。它的用途最广，性价比最高。2）高性能电子万能类试验机高性能电子万能类试验机与常规的电子万能试验机一样，它也采用伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行部件，它与常规电子万能试验机所不同的是它的控制方式可为载荷控制，也可为应变控制或位移控制。除了具有常规电子万能的速度宽，行程大的特点外，还具有电液伺服类试验机的全部优点，因而它是目前性能最好的万能材料试验机。目前，这类试验机的佼佼者基本上都采用德国Doli公司生产的EDC120系列作为核心控制部件。如瑞格尔公司生产的RG2000系列就采用了EDC120控制器。当然，这类试验机也有它的缺点。由于具有载荷、应变、位移三种控制模式，

7、因而整机的稳定性与系统的刚度有直接的关系，而试样刚度又直接影响系统的刚度。所以当所做试验的试样种类较多时，整机刚度的变化就会很大，这样就很难保证所有的试验都能够正常进行。为了满足全部的试验都能够正常进行，就需随时调整控制系统的参数（P，I，D参数），这对于非自动控制专业的人来说是有一定难度的，这样也就不能完全发挥这类试验机的优势。这类试验机的价格比较高。三、选型在上文中，主要分析了几种常见的万能试验机的优缺点，下文将针对