万能试验机原理与操作
实验讲义 万能试验机的构造与操作

实验一万能试验机的构造与操作概述测定材料的力学性能的主要设备是材料试验机。
常用的材料试验机有拉力试验机、压力试验机、扭转试验机、冲击试验机、疲劳试验机等。
能兼作拉伸、压缩、剪切、弯曲等多种实验的试验机称为万能材料试验机。
根据加力的性质可分为静荷试验机和动荷试验机。
供静力实验用的万能材料试验机有液压式、机械式、电子式等类型。
本实验着重了解和掌握液压式和电子式两种类型的万能材料试验机。
通过该实验,要求学生:(1)了解万能试验机的构造和工作原理;(2)学会试件的安装、测力度盘指针的调零和量程的选取;(3)掌握操作规程,学会独立操作万能试验机。
一、液压式万能材料试验机图1液压式万能材料试验机结构简图为介绍液压式万能材料试验机,现以国产WE系列为例。
图1为这一系列中最常见的WE-100A、300、600试验机的结构简图。
现分别介绍其加载系统和测力系统。
(一)加载系统在底座1上由两根固定立柱5和固定横梁12组成承载框架。
工作油缸13固定于框架上。
在工作油缸的工作活塞14上,支承着由上横梁15、活动立柱10和活动平台8组成的活动框架。
当油泵35启动时,油液通过送油阀16,经送油管17进入工作油缸,把工作活塞连同活动平台一同顶起。
这样,如把试样安装于上夹头7和下夹头6之间,由于下夹头固定,上夹头随活动平台上升,试样将受到拉伸。
若把试样置放于两个承压垫板11之间,或将受弯试样置放于两个弯曲支座9上,则因固定横梁不动而活动平台上升,试样将分别受到压缩或弯曲。
此外,实验开始前如欲调整上、下夹头之间的距离,则可开动调位电机3,驱动螺杆4,便可使下夹头上升或下降。
但调位电机不能用来给试样施加拉力。
(二)测力系统加载时,开动油泵电机,打开送油阀16,油泵把油液送入工作油缸13顶起工作活塞14给试样加载;同时,油液经回油管18及测力油管33(这时回油阀19是关闭的,油液不能流回油箱34),进入测力油缸32,压迫测力活塞31、使它带动拉杆27向下移动,,从而迫使摆杆28和摆锤29连同推杆25绕支点偏转。
万能试验机结构与原理-操作

万能试验机结构与原理试验机由主机和测力系统两部分组成,两者通过高压软管联接。
1、主机主要有底座、工作台、立柱、丝杠、移动横梁以及上横梁组成。
其中移动横梁上部安装有下钳口,下部安装有上压力板,上横梁下部安装有上钳口,工作台、上横梁通过两根立柱连接,构成一刚性框架。
工作台与活塞连接,随着活塞一起上下移动。
移动横梁通过传动螺母连接在丝杠上,随着丝杠的转动而作上下运动。
丝杠的驱动机构由驱动电机、链轮、链条组成。
驱动电机通过链条传动使两根丝杠同步转动。
由高压油泵向油缸内供油使活塞上升,带动工作台向上运动,从而进行试样的拉伸、剪切试验和抗压试验。
拉伸和剪切试验在移动横梁和上横梁之间进行,抗压试验在工作台和移动横梁之间进行。
2、送油阀送油阀是一个分路式流量调节阀,它由一个可变节流器和一个定差减压阀并联组成。
3、回油缓冲阀回油缓冲阀由一个卸荷开关和一个回油节流阀组成,其目的是卸除载荷及使工作油缸油压迅速下降。
4、液压系统原理油箱内的油被吸入油泵,经油泵出油管送至送油阀,当送油阀门完全关闭时,油压升高,直至将定差减压阀打开,压力油经电磁阀进入夹紧油缸,控制上下钳口的夹紧与松开。
当送油阀打开时,压力油送入工作油缸内,可使油缸内的活塞升起。
当工作油缸负荷突然消失时(打开回油阀或试样断裂),工作油缸立即卸荷。
5、测力系统所有控制运算及状态设置均由计算机软件完成。
该软件集成了水泥,砂浆,砖块,混凝土等的抗压试验,以及混凝土抗折的试验,是一个五合一的软件。
能够实时记录力——时间,加载速度——时间,变形——时间,力——变形,位移——时间,力——位移试验曲线。
可是随时切换观察,任意放大缩小,实时高速采样;自动判断破型,自动记录保存试验数据和试验曲线;试验数据采用数据库管理模式,能够实时的察看数据库记录;试验结束时自动的计算弹性模量、屈服强度等。
该软件是运行在Windows 下的应用软件,人机交互界面采用标准的Windows风格,除了能够满足正常目刂啤⒉杉扑阋酝猓共僮骷虻ヒ籽缑娓拦鄣鹊挠诺恪?/p>1、微机硬件配置1).PII C300/64M内存以上的PC机,SVGA彩色显示器(支持800*600或以上的显示分辨率,我们建议你最好用1024*768分辨率),鼠标。
万能试验机 原理

万能试验机原理
万能试验机是一种实验设备,它可以进行多种不同类型的试验。
它的原理是通过使用不同的测试装置和传感器来测量和记录试验样品在受力或受力变形情况下的机械性能。
试验样品可以是材料、结构、零件或产品。
万能试验机通常由机架、液压系统、控制系统和测试装置组成。
在实验中,试验样品被置于试验装置中,并施加力或力变形。
通过传感器测量和记录试验样品的受力或机械变形情况。
这些传感器可以是力传感器、位移传感器、压力传感器或其他类型的传感器。
万能试验机的控制系统用于控制试验过程。
它可以通过电脑、按钮或手柄进行操作和调节。
控制系统能够控制加载速度、加载力或加载变形等参数。
通过控制系统,可以进行静态试验、疲劳试验、断裂试验、拉伸试验、弯曲试验等多种试验。
万能试验机的应用范围非常广泛。
它可以用于材料研究、质量控制、产品开发、结构测试等领域。
根据不同的测试需求,可以选择不同的测试装置和传感器,以进行相应的试验。
总之,万能试验机通过使用不同的测试装置和传感器,测量和记录试验样品在受力或受力变形情况下的机械性能。
它的应用范围广泛,可以进行多种类型的试验。
万能材料试验机的工作原理

万能材料试验机的工作原理万能试验机是一种用于测试材料力学性能的机械设备,它可以对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能测试。
其工作原理主要包括电机驱动系统、传感器系统、控制系统和数据采集系统。
电机驱动系统是整个试验机的动力源,通常采用交直流电机,其功率和转速可以根据实验需要进行调整。
其工作原理是将电能转换成机械能,通过输入的电流和电压控制电机的运行,使其提供所需的力和速度。
传感器系统是万能试验机的重要组成部分,主要是用于测量试验样品在力学性能测试中的各项参数。
常见的传感器包括负荷传感器、位移传感器和应变传感器。
负荷传感器用于测量试验样品在加载过程中施加的力,位移传感器用于测量试验样品在加载过程中的位移,应变传感器用于测量试验样品在加载过程中的应变。
控制系统是万能试验机的核心部分,主要用于控制试验机的加载过程,包括力的加载,速度的控制和试验曲线的绘制。
其工作原理是通过控制电机的转速和加载力的大小,实现试验样品在预设的加载条件下进行测试。
控制系统通常采用电脑控制,可以通过输入预设参数控制测试过程,同时也可以实时监测测试过程中的各项参数。
数据采集系统用于采集和记录试验过程中产生的各项数据,包括负荷、位移、应变等参数。
其工作原理是通过传感器测量产生的信号,经过放大、滤波和数字转换等处理,最终记录到计算机中进行分析和保存。
数据采集系统通常由硬件和软件两部分组成,硬件负责采集和处理信号,软件负责显示和分析数据。
万能试验机的工作原理可以简单总结为:通过电机驱动系统提供动力,传感器系统测量试验样品的力学性能参数,控制系统控制试验样品在加载过程中的力和速度,数据采集系统记录和分析试验过程产生的数据。
万能力学试验机原理

万能力学试验机原理
万能力学试验机是一种用来测试材料力学性能的设备。
其工作原理主要基于贝尔劳定律和胡克定律。
万能力学试验机主要由两大部分组成:加载系统和测量系统。
加载系统包括液压系统、驱动系统和执行机构,用来施加不同形式的力与应力(例如拉伸、压缩、弯曲、剪切等)到被试材料上。
测量系统包括传感器和测量仪器,用来测量加载系统施加的力和被试材料的应变或位移。
在试验中,被试材料被夹紧在试验机的夹具上,加载系统施加相应的力或应力。
传感器通过测量试验机施加的力和被试材料的应变或位移来获取试验数据。
这些数据可以用来分析材料的强度、刚度、延展性等力学性能。
贝尔劳定律是弹性材料的基本定律之一,它描述了弹性体在外力作用下的变形行为。
根据贝尔劳定律,材料的应变正比于受到的应力。
胡克定律是贝尔劳定律的特殊情况,它适用于小应变情况下的直线弹性变形。
根据胡克定律,材料的应力正比于受到的应变。
万能力学试验机利用贝尔劳定律和胡克定律,通过加载系统施加不同形式的力与应力到被试材料上,并通过测量系统测量力和应变或位移,来研究材料的力学性能。
它在材料科学、工程设计和质量控制等领域具有广泛的应用。
万能试验机的原理

万能试验机的原理
万能试验机是一种多功能力学试验仪器,它可以用于对材料进行拉、压、弯曲等力学性能测试。
其原理主要包括负载产生和信号测量两个方面。
负载产生方面,万能试验机通常采用液压或电动机驱动机械结构,通过传动机构将力转换为应力和应变。
其中,
1.拉伸试验:试样固定在试验机上,负载通过钳口或者夹具施加在试样上。
拉伸试验时,负载逐渐增加,试样发生塑性变形,负载与应变之间的关系被记录下来。
2.压缩试验:与拉伸试验类似,试样固定在试验机上,负载通过上下升降的平板传递至试样上。
压缩试验时,负载逐渐增加,试样发生变形,负载与应变之间的关系被记录下来。
3.弯曲试验:用钳口或夹具将试样固定在试验机的支撑点上,负载通过上下移动的平板施加在试样上。
弯曲试验时,负载逐渐增加,试样发生弯曲变形,负载与应变之间的关系被记录下来。
信号测量方面,万能试验机通过加载传感器(如压力传感器、应变片等)实时测量试验过程中的负载与位移等参数,并通过数据采集系统将这些信号转换为电信号,然后通过数据处理软件进行数据处理和分析。
总体来说,万能试验机通过施加外力并测量相关信号,可以得到各种材料在不同力学条件下的性能参数,如抗拉、抗压、抗弯刚度、断裂强度等。
这一原理使得万能试验机在材料科学、工程材料研究等领域得到广泛应用。
万能压缩试验机工作原理

万能压缩试验机工作原理
万能压缩试验机是一种常用的力学试验设备,用于测试材料的抗压性能。
它的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 准备测试样品:根据不同的试验要求,选择适当的样品,并对其进行加工和制备,确保其符合测试标准和要求。
2. 夹持样品:将样品夹持在试验机的上夹具和下夹具上,确保样品处于垂直的位置,并且能够承受所施加的压力。
3. 施加力:通过试验机控制系统,设定所需的压力或荷载大小,启动试验机并施加压力。
试验机的液压系统或电机系统会将压力传递给上下夹具,使其对样品施加压力。
4. 监测变化:在施加压力的过程中,试验机会实时监测和记录样品的变形和应力变化情况。
监测方式可以通过传感器、测量仪器或者试验机的控制系统进行。
5. 获得结果:试验完成后,可以根据记录的数据计算出样品的抗压性能指标,例如材料的抗压强度、弹性模量等。
通过以上步骤,万能压缩试验机可以对不同材料的抗压性能进行测试,帮助研究人员和工程师了解材料的承载能力和变形特性,以指导工程设计和材料选择。
万能试验机的工作原理

万能试验机的工作原理
万能试验机是一种实验仪器,用于测试材料的力学性能和相关特性。
它的工作原理主要包括载荷传递系统、测量系统和控制系统三个部分。
在载荷传递系统中,试样被放置在万能试验机的夹具中,通过夹具和传感器传递载荷。
通常夹具由上下夹具组成,通过液压系统或螺杆来控制夹具的运动。
此时,试验机会施加载荷在试样上。
测量系统由测量设备组成,用于测量试样的力学性能参数。
其中最常用的是负荷传感器和位移传感器。
负荷传感器可以测量试样上施加的力或负荷大小,位移传感器则测量试样的位移值。
这些传感器通过电子设备将获取的信号转化为数字信号。
控制系统是万能试验机的核心组成部分,用于控制试验的过程和数据采集。
它包括控制台和计算机系统。
控制台上有操作按钮和控制面板,用于设置试验参数和控制试验机的运行。
计算机系统通过软件与控制台连接,接收并处理来自测量系统的信号,并记录运行过程中的数据。
当试验开始时,控制系统会按照预设的试验参数,通过夹具施加相应的载荷。
同时,测量系统会实时监测和记录试样的力学性能参数,如载荷、位移、应变等。
控制系统根据测量系统的反馈信号,对试验机的运行进行实时调整,以保证试验的准确性和安全性。
总的来说,万能试验机的工作原理是通过载荷传递系统将载荷施加在试样上,测量系统实时监测试样的力学性能参数,控制系统根据测量结果进行调整,以完成试验过程并获取相关数据。
它广泛应用于材料科学、工程结构、制造工艺等领域的实验研究和质量检验工作中。
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万能试验机原理与操作试验一:万能试验机原理与操作试验目的:了解万能试验机原理,掌握万能试验机操作和引伸计安装.试验学时:2试验指导书:“WDW3050型电子万能试验机使用与操作”WDW3050电子万能试验机使用与操作一.电子万能试验机组成:电子万能试验机主要由主机和控制计算机、打印机组成。
主机是试验机的重要部分. 原理:主机的动力源是一个电动机,通过减速装置和丝杠带动活动横梁向上或向下运动,使试件产生拉伸或压缩变形。
安装在活动横梁上的力传感器测量试件变形过程中的力值,即载荷值;同时,丝杠的转动带动主机内部一个光电编码器,通过控制器换算成活动横梁的位移值.力值和位移值在主机控制面板的液晶显示屏上显示为“试验力”和“位移"。
活动横梁的移动速度可以通过控制面板的操作键控制:F3键增加速度;F4键减小速度。
活动横梁的移动方向由控制面板上的方向键控制:▲ 键向上运动(试件拉伸);▼ 键向下运动(试件压缩);■ 键停止.活动横梁的位移值可以近似表示试件的变形,但精确的变形测试要用变形传感器(又称引伸计)。
将引伸计固定在试件上,可以测量引伸计标距范围内的变形量,精确到0.001mm ,控制面板的液晶显示屏上显示“变形”。
所有操作和参数显示也可以在控制计算机上进行.试验机的立柱、上横梁和主机箱组成刚性框架结构,可以保证试验机足够的刚度。
限位销用于活动横梁的移动限位,当活动横梁碰触限位销时将自动停机.限位销的作用是使活动横梁在一定的试验范围内移动而不会发生上下夹头之间发生碰撞事故,是实验过程中的保护措施。
二.电子万能试验机操作1.开机与关机顺时针转动主机上的电源开关锁钥匙,主机加电.同时,控制器自检,这时控制面板的液晶显示屏上显示“系统自检,请稍后..."。
自检完成后显示屏显示如图,试验机进入正常工作状态。
关机时,将电源开关锁钥匙逆时针转动,主机自动断电。
!急停开关:主机座上的红色按钮.当工作中出现操作失误,或控制器锁死,致使控制面板上的按钮失效时,按下急停开关。
这时,主机进入断电保护状态,钥匙开关也不能使主机加电。
待故障排除后,逆时针转动急停开关后放松,按钮自动弹起,主机方可进行正常加电操作。
2.清零当显示屏显示正常操作界面后,在不加载(零载荷)的状态下,“试验力”、“位移”、“变形”显示如果不为零,需要进行手动清零。
按数字“0” 将进行“位移"清零。
按数字“1" 将进行“试验力”清零。
按数字“2"将进行“变形"清零.注:只有安装引伸计后,才有必要进行“变形“清零;清零操作也可以在试验中进行,但“试验力"清零通常应在不受力,即“零载荷”状态下进行,以保证试验中载荷的基准值;当清零操作后,显示出现与零值较大的偏差时,可以重复清零.如果反复清零仍有较大的数值显示,应停止进一步的操作,报告老师进行处理。
通常,由于系统漂移,显示并不是绝对零值。
一般稳定在一个很小的数值范围内即可.清零操作也可以在控制计算机上进行。
3.试验速度调整与方向控制如前所述,试验机加载过程是通过活动横梁的移动进行的,即所谓“等位移加载”。
因此,活动横梁移动速度(单位:mm/min)的快慢,决定加载速率的大小;而移动方向决定加载方向。
“速度”和“方向”可以在控制面板上调整.速度调整:按“F3”键横梁移动速度增加;按“F4"键横梁移动速度减小。
当安装试件前,可以适当提高横梁移动速度至50 ~ 200mm/min ;试验时横梁移动速度应调整至3mm/min 以下。
!注意:在试验开始前,必须检查横梁移动速度设定,严禁设定高速度进行试验。
加载方向:按▲键时,横梁开始向上移动(拉伸试验);按▼键时,横梁开始向下移动(压缩试验);按■键时,横梁停止。
在试验进行中,可以按 F3键或F4键进行速度微调。
在试验进行中禁止在▲、▼方向键之间直接切换。
需要改变方向时,应先按停止键。
试验速度调整与方向控制也可以在控制计算机上进行。
三.拉伸试件的安装拉伸试件如图示1.按▲ 键,使横梁向上移动,当上下夹头间的距离大约在25~30cm时,按■ 键。
2.放松上下夹头的试件锁紧把手,将试件自然放入下夹头中。
3.设定横梁速度50~100mm/min,按▼ 键,向下移动横梁.在距离试件上端1cm左右时按■ 键。
4.设定横梁速度为10mm/min ,用手将试件提起使试件夹持段进入上夹头,然后按▼ 键,继续向下移动横梁,观察试件夹持段完全进入上下夹头时按■ 键。
5.首先自然旋紧下锁紧把手,然后交替旋紧上、下锁紧把手,直至锁紧把手旋不动时,表明试件已被锁紧。
6.试件预加载。
安装好试件后,需要进行预加载,目的是消除安装间隙。
方法如下:设定横梁速度0。
05mm/min,观察显示“试验力"符号和大小.当绝对值超过100N时,可以通过按▲,▼键调整。
一般地,“试验力”符号为“-"时,表明试件受压缩预紧,应按▲ 键;“试验力”符号为“+”时,表明试件受拉伸预紧,应按▼ 键.当试验力绝对值较小时,按数字“1”键进行试验力调零。
按▲ 键,加载至5kN然后按▼ 键卸载至零,反复进行三次。
按数字“1”键进行试验力调零。
四.引伸计安装引伸计如图示,是一种精确测量试件变形的装置。
主要参数有:标距:引伸计两刃口间的距离(50mm).试验机显示的“变形量"即为此距离间的变形。
最大测量变形量:引伸计最大可测量变形量(5mm)。
灵敏度系数:被测变形量与输出电信号电压值之间的比例系数,为一常数。
试验机出厂时配置了引伸计,并已标定了灵敏度系数,作为系统参数存入系统控制器,一般使用不需改变.需要注意的是,不同引伸计的灵敏度系数是不同的,也就是说,不同试验机所配置的引伸计不能互换!注意:引伸计属于精密器件,使用时应轻拿轻放,安装时,应按操作顺序进行.引伸计安装与调零:1.将定位销插入限位杆与弹性臂的缝隙并用手固定。
2.将引伸计刃口靠置于试件试验段中部位置。
3.用橡皮筋将上、下弹性臂与试件固定,然后拔除定位销。
4.按控制面板数字“2”键,进行变形调零。
在变形测量完毕后,应及时将引伸计摘下.测量时注意变形量不能超过引伸计的测量范围,以免损坏引伸计.五.利用计算机操作试验机试验机的控制操作(横梁移动,横梁速度控制,调零,读数据等)都可以在控制计算机上进行。
此外,控制计算机还可以试验项目管理,录入试验初始参数,程序控制试验进程,实时显示试验曲线。
试验结束后,可以根据试样初始参数和试验数据计算并保存材料参数,可根据需要输出试验报告等。
1.启动试验机控制程序在系统界面上,双击“P_Main"图标,启动控制程序,显示“用户登录”界面。
提示输入“用户名”和“密码”,非管理员用户直接点击“确定”进入主控制界面,如图2单击“联机”按钮,控制程序与主机建立联系。
这时,主机显示屏显示“PC-CONTROL”,参数显示与控制操作转移到控制程序主界面上。
这时,“联机”按钮变为不可选,“脱机"按钮变为可选。
如果单击““脱机”按钮,则恢复图2界面,控制重新转移到主机控制面板上。
2.试验机清零与参数设定在图2界面上可以看到与主机控制面板上显示屏相同的试验参数(括号内是主机控制面板上显示屏上的显示项目):负荷(试验力,单位:N);轴向变形(变形,单位:mm);位移(位移,单位:mm);横梁速度(速度,单位:mm/min)。
另外,还有“横向变形”:测量试件的横向变形(要求安装专用横向位移传感器);“时间”:显示试验时间;“力峰值":自动保存试验力的最大值。
在“负荷”、“轴向变形”、“位移"等显示项目旁边都有“清零"按钮,在联机状态下,单击时可以完成对应项目的显示清零工作。
横梁移动速度的调整在界面右侧下方“横梁速度"调整栏内,用鼠标选中原数据,直接输入新的速度值(mm/min)单击“确定”即可。
3.试验方式的确定做“拉伸试验”时,单击界面右侧“横梁状态"栏中的“上升”按钮,该按钮变为闪烁显示,横梁做上升运动。
单击“停止”按钮,“上升”按钮停止闪烁,横梁停止运动.做“压缩试验"时,单击界面右侧“横梁状态”栏中的“下降"按钮,该按钮变为闪烁显示,横梁做下降运动。
单击“停止”按钮,“下降"按钮停止闪烁,横梁停止运动。
!注意:禁止直接从“上升”状态切换到“下降”状态!4.试件参数录入在主界面上单击“试样录入"按钮,弹出如图3的“参数录入”对话框。
其中有“*”号的项目为必选.当有“*”号的项目输入后,“输入试样参数"栏打开,可以输入试件的参数。
其中“试验编号”项为程序自动生成,不需输入。
如图4试样录入工作完成后,检查无误,可单击“保存”,保存试验参数;也可单击“取消”,重新录入。
参数保存后,单击“关闭”,返回主界面.5.试验参数录入试验参数录入是为试验机预先指定一工作程序,使其自动完成试验过程。
在试验参数录入前,必须联机,并且完成试样参数录入。
在主界面上单击“参数设置”按钮,弹出一个选择栏,可以按步骤进行参数设置(图5)对于“金属拉伸试验"的参数设置如下:第一步中设置界面如图6。
设置项目包括:“预载荷”:从选定的载荷值开始试验数据记录和绘制试验曲线;输入“200”.此设置用于减小试验初始阶段的误差。
“横梁控制”:包括横梁速度和方向设置;“横梁速度”输入“0.5”,拉伸试验时选择“向上运动”。
此项设置为程序指定默认的横梁运动速度和方向,在试验中可以在主界面上不停机重新设定速度。
“返车":选“停车后不返回”“引伸计”:选择“使用引伸计"→“小变形”→“小变形摘除提示”.“规定变形量:"输入“0.18”。
我们使用的小变形引伸计仅用于线弹性阶段的变形测量,过大的变形极易损坏引伸计.因此,设定此项后,试验中达到“规定变形量”设定值时,程序自动给出提示,要求摘除引伸计。
对于低碳钢拉伸实验,规定变形量不应超过0.2mm 。
“第一步"设置完成;单击“下一步”进入图7设置界面此项设置给出需要计算的材料参数,根据试验项目选定。
在拉伸试验中需要计算“弹性模量”,单击改选项,选择“自动计算”;在“选择计算方法"栏中选择“拟合法”;在“输入自动计算条件”中“始点”输入“40”,“末点”输入“50”.“始点”和“末点"是指引伸计总测量值的百分值,此项的设定关系到弹性模量计算的精度,因此,选择线弹性变形曲线的中段计算。
这是因为变形曲线中段线性度较好,计算较准确。
而变形曲线初始阶段受机器间隙的影响,往往存在非线性现象(试验前加一定的预载荷可以减小这种情况);变形曲线末阶段,材料接近屈服,往往也会出现非线性。