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標(biāo)題: 電液伺服液壓萬能試驗(yàn)機(jī)介紹 [打印本頁]

作者: ninali 時(shí)間: 2025-6-26 09:32
標(biāo)題: 電液伺服液壓萬能試驗(yàn)機(jī)介紹
1.定義與概述
??定義：??電液伺服液壓萬能試驗(yàn)機(jī)是一種結(jié)合了??液壓動(dòng)力??和??電液伺服控制技術(shù)??的高精度、高性能材料試驗(yàn)設(shè)備。它利用液壓油缸產(chǎn)生強(qiáng)大的力，并通過精密的電液伺服閥和閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對加載力、位移或變形（應(yīng)變）的??精確、穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)??控制。
??“萬能”的含義：??“萬能”并非指無所不能，而是指其功能??高度多樣化??。通過配備不同的夾具、附件和傳感器，它可以執(zhí)行多種標(biāo)準(zhǔn)化的材料力學(xué)性能測試，如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、壓陷等，覆蓋了金屬、非金屬、復(fù)合材料、橡膠、塑料、紡織品、線纜、構(gòu)件等多種材料和產(chǎn)品的測試需求。
??核心特征：??高精度、寬量程、大負(fù)荷、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、控制模式多樣（力、位移、變形）、功能全面。
2.核心工作原理
電液伺服液壓萬能試驗(yàn)機(jī)的工作原理基于??閉環(huán)反饋控制??：
??指令信號：??用戶通過控制軟件設(shè)定期望的試驗(yàn)參數(shù)（如目標(biāo)力、目標(biāo)位移、目標(biāo)應(yīng)變或特定的加載波形）。
??伺服控制器：??控制器將設(shè)定值與來自傳感器的實(shí)際測量值進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差信號。
??伺服閥驅(qū)動(dòng)：??控制器根據(jù)誤差信號生成并輸出一個(gè)微小的??電流信號??給??電液伺服閥??。
??伺服閥動(dòng)作：??電液伺服閥是一個(gè)精密的液壓流量控制元件。它根據(jù)輸入的電流信號，精確地調(diào)節(jié)流向作動(dòng)缸（油缸）的??高壓油流量和方向??。電流大小和極性決定了閥的開度和油流方向。
??作動(dòng)缸加載：??高壓油驅(qū)動(dòng)作動(dòng)缸的活塞運(yùn)動(dòng)，從而對安裝在上下夾頭之間的試樣施加拉力或壓力。
??傳感器反饋：??安裝在試驗(yàn)機(jī)上的??力傳感器??測量施加在試樣上的實(shí)際力；??位移傳感器??（如光柵尺或LVDT）測量作動(dòng)缸活塞的位移（即試樣的變形量）；??引伸計(jì)??（應(yīng)變傳感器）則直接測量試樣標(biāo)距內(nèi)的微小變形（應(yīng)變）。這些傳感器的信號實(shí)時(shí)反饋給控制器。
??閉環(huán)控制：??控制器不斷比較設(shè)定值與反饋值，實(shí)時(shí)調(diào)整輸出給伺服閥的電流信號，以消除誤差，確保加載過程嚴(yán)格遵循設(shè)定的控制模式（力控、位移控、應(yīng)變控）和加載速率（靜態(tài)）或波形（動(dòng)態(tài)）。
3.主要組成部分
??主機(jī)框架：??通常為堅(jiān)固的雙立柱或四立柱結(jié)構(gòu)，提供剛性和穩(wěn)定性，承受高負(fù)荷。包括上橫梁、工作臺（下橫梁）和立柱。
??液壓動(dòng)力源：??包括電機(jī)、高壓油泵、油箱、濾油器、溢流閥、蓄能器等。提供穩(wěn)定、清潔的高壓液壓油。
??作動(dòng)缸：??核心執(zhí)行元件，活塞在液壓油驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生試驗(yàn)所需的載荷。通常為雙作用缸（可拉可壓）。
??電液伺服閥：??系統(tǒng)的“心臟”，將微弱的電信號精確轉(zhuǎn)換為大功率的液壓流量輸出，響應(yīng)速度快，控制精度高。
??伺服控制器：??系統(tǒng)的“大腦”，接收設(shè)定指令和傳感器反饋信號，進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和控制算法處理，輸出控制信號驅(qū)動(dòng)伺服閥。現(xiàn)代控制器多為數(shù)字式，功能強(qiáng)大。
??傳感器系統(tǒng)：??
??力傳感器：??測量施加在試樣上的載荷，精度高，量程范圍廣。
??位移傳感器：??測量作動(dòng)缸活塞的位移（大變形）。
??引伸計(jì)：??直接夾持在試樣上，精確測量試樣標(biāo)距內(nèi)的微小變形（應(yīng)變），尤其在屈服點(diǎn)附近和彈性模量測量中至關(guān)重要。
??夾具系統(tǒng)：??用于裝夾不同形狀和尺寸的試樣。種類繁多，如平推夾具、楔形夾具、壓縮夾具、彎曲夾具、剪切夾具、剝離夾具等。夾具的適用性和對中性直接影響測試結(jié)果。
??安全保護(hù)裝置：??包括行程限位開關(guān)、過載保護(hù)、急停按鈕、液壓系統(tǒng)安全閥等，確保設(shè)備和人員安全。
??計(jì)算機(jī)與測試軟件：??現(xiàn)代試驗(yàn)機(jī)均配備計(jì)算機(jī)和專業(yè)測試軟件。軟件用于：
設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)、控制模式、速率、波形等）。
實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)曲線（力-位移、力-時(shí)間、應(yīng)力-應(yīng)變等）。
數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)。
自動(dòng)計(jì)算材料性能參數(shù)（如彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、斷面收縮率等）。
生成測試報(bào)告。
管理測試數(shù)據(jù)和結(jié)果。
4.主要功能特點(diǎn)
??高精度與高分辨率：??得益于精密的伺服閥、高精度傳感器和閉環(huán)控制，在力、位移、應(yīng)變測量和控制上具有極高的精度和分辨率。
??寬負(fù)荷范圍：??可提供從幾牛到數(shù)千甚至上萬千牛的巨大負(fù)荷范圍，覆蓋從微小零件到大型結(jié)構(gòu)件的測試需求。
??多種控制模式：??可在力控制、位移控制、變形（應(yīng)變）控制等多種模式下運(yùn)行，并能實(shí)現(xiàn)模式間的平滑切換。
??寬速度范圍：??加載速率范圍寬，既能進(jìn)行極低速的蠕變試驗(yàn)，也能進(jìn)行較高速度的準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)。
??動(dòng)態(tài)性能：??具備良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，可以進(jìn)行低頻率的疲勞試驗(yàn)、循環(huán)加載試驗(yàn)以及模擬實(shí)際工況的波形加載（如正弦波、三角波、方波、自定義波形）。
??多功能性：??通過更換夾具和附件，可執(zhí)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、壓陷等多種試驗(yàn)。
??強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力：??計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、繪制曲線、計(jì)算關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)并生成報(bào)告。
??符合標(biāo)準(zhǔn)：??可滿足眾多國際和國內(nèi)材料測試標(biāo)準(zhǔn)的要求（如ISO,ASTM,GB/T,DIN,JIS等）。
5.主要應(yīng)用領(lǐng)域
??材料研究與開發(fā)：??測試新材料的基本力學(xué)性能，研究材料在不同條件下的行為（如溫度、濕度）。
??產(chǎn)品質(zhì)量控制：??對原材料、半成品和成品進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，確保符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
??失效分析：??分析材料或構(gòu)件失效的原因。
??零部件性能測試：??測試各種機(jī)械零部件（如螺栓、彈簧、軸承、連接件）的強(qiáng)度、剛度、疲勞壽命等。
??結(jié)構(gòu)件測試：??測試小型結(jié)構(gòu)件或模型在載荷下的行為。
??高校與科研院所：??用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究。
??航空航天、汽車、軌道交通：??對關(guān)鍵材料和高性能零部件進(jìn)行嚴(yán)格測試。
??建筑與土木工程：??測試建筑材料（鋼筋、混凝土、土工布等）和構(gòu)件。
??橡膠塑料工業(yè)：??測試彈性體、塑料制品的拉伸、壓縮、彎曲、撕裂等性能。
??包裝材料：??測試紙箱、薄膜、膠帶等的抗壓、抗拉、剝離強(qiáng)度。
6.優(yōu)勢
??大負(fù)荷能力：??液壓系統(tǒng)能輕松產(chǎn)生非常大的力，這是電動(dòng)試驗(yàn)機(jī)難以企及的。
??高剛度：??液壓缸和框架結(jié)構(gòu)通常具有很高的剛度，在測試高剛度材料時(shí)變形小，測量更準(zhǔn)確。
??動(dòng)態(tài)性能好：??伺服閥響應(yīng)快，適合需要?jiǎng)討B(tài)加載或波形控制的測試（如疲勞、低頻動(dòng)態(tài)）。
??長行程：??液壓缸通常可以提供較長的行程，適合測試大變形材料或進(jìn)行壓縮試驗(yàn)。
??過載能力強(qiáng)：??液壓系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)能承受一定的過載。
??多功能性：??通過夾具和附件的擴(kuò)展，應(yīng)用范圍極廣。

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