試驗機基本結(jié)構(gòu)與測試原理

  對于試驗機力學(xué)性能實驗的試驗機進行進行了歸類，基本可以分為靜力單軸試驗機，扭力類試驗機和動態(tài)力試驗機。作為一臺試驗機產(chǎn)品，無論是靜力單軸試驗機，扭力類試驗機或動態(tài)力試驗機，每個試驗機整體都是由五至六項基本結(jié)構(gòu)組合而成的系統(tǒng)。首先必不可少的機身，其次是試樣支持部分，動力驅(qū)動和控制部分、測量和數(shù)據(jù)處理部分、安全防護及可選附件部分。

  首先說機身，機身是試驗機的骨架，試樣支持部分、動力驅(qū)動和控制部分，安全防護和試驗機附件都附著其上。因此，機身除了滿足必須的強度要求外，還應(yīng)滿足一定的剛度。機身的涉及應(yīng)滿足實驗和檢驗所需要的有效空間，試驗機的機身上應(yīng)有水平或垂直基準面和安裝螺孔。不同類型結(jié)構(gòu)的試驗機機身是各不相同的。

  關(guān)于試樣支持部分是一種廣義的講法，是指試驗機在實驗前安裝，支撐試驗對象的結(jié)構(gòu)部分。該部分根據(jù)不同的試驗機有不同的具體形式。具體舉幾個例子，如壓力試驗機，由上下壓墊構(gòu)成，其中一個承壓墊有定中心位置的同心圓或十字刻線，另外一個承壓墊帶有動作靈活的球面。上下墊的中心線應(yīng)重合，當(dāng)試樣或零件本身帶有一個球迷支撐時，不再允許上下墊中任何一個帶有靈活的球面支撐。再如彎曲試驗機，一般由壓力試驗機上壓頭加專用彎曲試驗支座構(gòu)成，根據(jù)試驗方法的要求不同，其結(jié)構(gòu)形式也不同，應(yīng)有規(guī)定跨距和支撐面，施力端壓頭根據(jù)要求的不同而不同，可以是固定的也可是活動的。

  為了對材料進行力學(xué)性能的檢驗，試驗機必須具有動力驅(qū)動和控制部分。為了對試樣進行拉伸，壓縮，扭轉(zhuǎn)，彎折，蠕變，持久等試驗，試驗機就需要有與其試驗?zāi)Ｊ较鄳?yīng)的動力驅(qū)動結(jié)構(gòu)，例如對試樣施加壓力的結(jié)構(gòu)或施加拉力的部分，蠕變，持久等試驗雖然是采用杠桿砝碼對試樣施加試驗力的，但卻需要在試樣另外一端施加主動力來進行平衡才能完成試驗力的施加。對于沖擊試驗機而言，無論是擺錘試驗機還是落錘式，由于是利用重錘的位能在下落過程中獲得動能來對試樣做功的，因此，試驗機的動力驅(qū)動部分就包含擺錘的提升裝置，對試樣來說，則是將之前存儲的位能通過試驗機的釋放裝置進行。最簡單的利用力的動力效應(yīng)原理測力時，可以使用傾復(fù)力矩的試驗機結(jié)構(gòu)自動對試樣施加試驗力，加力速度通過阻尼器進行控制。

  實驗的控制裝置早期最簡單的就是拉力試驗機通過手工完成就位，裝夾，施加動力進行實驗，完成后停機或返回原位等控制功能。隨著科技水平提高，液壓式拉力機則是由人員操控送油閥，回油閥來控制力的增減。蠕動持久試驗機由人工裝掛砝碼，啟動不受力一端的牽引裝置，使試樣達到受力狀態(tài)下平衡。隨著科學(xué)的進步，利用程序和微機來控制的試驗機逐漸取代了人工和半自動。