试验机的定义与种类

1、试验机概念和用途试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中，试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。

 

    2、试验机的种类：试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。按照传统分类方法可以分为金属材料试验机、非金属材料试验机、动平衡试验机、振动台和无损探伤机等五大类。

    2．1 材料试验机的分类：材料试验机的品种、型号很多，它们的加荷方法、结构特征、测力原理、使用范围都各不相同。

    2．1．1 按用途分类:测定机械性能用试验机和工艺试验用试验机。

    2．1．2 按加荷方法分类:静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。

    2．1．2．1 静态试验机主要包括：

    万能试验机：液压万能试验机和电子万能试验机；压力试验机；拉力试验机；扭转试验机；蠕变试验机。

    2．1．2．2 动态试验机主要包括：疲劳试验机：动静万能试验机、单向脉动疲劳试验机、冲击试验机等。

    2．1．3 按测力方式分类:机械测力试验机和电子测力试验机。

    2．1．4 按控制方式分类:手动控制和微机伺服控制试验机。

    2．1．5 按油缸位置分类:油缸上置式和油缸下置式试验机。

 

    3、材料试验

    3．1 材料的机械性能：材料在外力的作用下，所表现的抵抗变形或破坏的能力，称作材料的机械性能。包括强度、塑性、弹性、脆性、断裂韧性、硬度等。

    3．2.材料试验：机械性能试验、物理实验、化学实验。

    3．3 材料的机械性能试验：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、疲劳、蠕变、持久、松弛、磨损、硬度等试验。

    3．3．1 拉伸试验：又称拉力试验，是缓慢地在试样两端施加负荷，使试样的工作部分受轴向拉力，引起试样沿轴向伸长，一般进行到拉断为止。通过拉伸试验可测定材料的抗拉强度和塑性特性等。

    拉伸试样要符合相关的国家、行业标准对不同材料的拉伸试验要求。

    试验设备：万能试验机、拉力试验机。

    拉伸试验曲线应力—应变拉伸曲线。

    拉伸曲线的四个阶段：

    阶段1(0ab)—弹性变形阶段a点对应PP值叫做比例极限负荷。b点对应Pe值叫做弹性极限负荷（不产生永久变形的最大抗力）0—a段?L正比与p直线阶段a—b段极微量塑性变（0.001-0.005%）。

    阶段2（bcd）—屈服变形阶段c点屈服点对应PSc—d波形段“平台”。

    阶段3(dB)—均匀塑性变形阶段B点对应Pb值材料的强度极限负荷（所能承受的最大载荷）。

    阶段4(BK)—局部集中变形阶段（缩颈）K点为断裂点对应Pk值断裂负荷。

    3．3．2 压缩试验：与拉伸试验相反，用于测定材料在静压力作用下的压力强度、相对缩短率和断面增大率等。

    对压缩式样的基本要求是两个支承端面要相互平行。

    试验设备：万能试验机、压力试验机。

    3．3．3 弯曲试验：用于测定材料或构件等地弯曲强度极限，弹性模量及最大挠度。

    分为简支梁弯曲试验和纯弯曲试验。

    验设备：万能试验机、压力试验机（配备弯曲附件）。

    3．3．4 剪切试验：

    用于测定材料的抗剪切能力，一般用来评定铆钉用线材的质量。

    剪切试验分为单项剪切和双向剪切试验。

    试验设备：万能试验机

    3．3．5 冲击试验：

    利用摆锤冲击试样前后的能量差来确定该试样的韧性活脆性。特点是冲击力大、作用时间短、变化快。

    3．3．6 硬度试验：

    是一种迅速、经济的机械试验方法，是测定材料机械性能应用最广泛的方法之一，是唯一不损坏试件机械性能的试验。

    3．3．7 其他试验：扭转试验；疲劳试验；蠕变试验；松弛试验；持久试验。

 

    4、金属机械性能的试验方法

    金属材料的室温拉伸试验材料包括的种类：金属材料和非金属材料，不论是哪种材料在外力的作用下，所表现的抵抗变形或破坏的能力，称做材料的机械性能。

    机械性能包括：强度、塑性、弹性、脆性、韧性、断裂韧性、硬度等。

    4.1 强度：材料在外力（静负荷）的作用下，抵抗其变形或破坏的能力称做强度。抵抗外力的能力越大，强度越高，强度的单位Pa或Mpa（N/mm2或MN/m2）。

    按材料受力作用不同，强度分为抗拉强度、抗压强度和抗弯强度。

    4.2 塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不被破坏的能力称做塑性。材料在受外力作用时，产生的塑性变形程度越大，则塑性越好。

    4.3 弹性：材料在外力作用下，产生变形，当外力取消后，以能恢复原状称为弹性。

    4.4 脆性：材料在外力作用下，没有明显的永久变形抗断裂称做脆性。

 

    5、冲击韧性：材料抵抗冲击力的作用而不补破坏的一种能力称做冲击韧性。

 

    6、断裂韧性：材料内部存在着由于各种原因所产生的微小裂纹在外力作用下，材料抵抗该裂纹扩展的能力，称做断裂韧性。

 

    7、硬度：材料抵抗比它更硬的物体在压入时而不被破坏的能力，或者说材料抵抗塑性变形、弹性变形的能力称做硬度。

    在材料试验中，特别是金属材料的静态试验，最普通中经常用的是在室温条件下进行的拉伸试验。因为金属拉伸试验比较容易作，得到的数据能够反映受试材料的机械特点，因此得到普遍的应用。而作为金属材料拉伸试验的国家标准GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法，具体体现了对金属材料拉伸的要求和规定。

    按照技术水平分为三个档次：

    a．液压式万能试验机。

    b．微机屏显示液压万能试验机。

    c．微机控制电液伺服万能试验机。

    按照主机形式分为三种类型：

    a.油缸上置式主机（阿姆斯拉式）。

    b.油缸下置链轮传动式主机。

    c.油缸下置蜗轮传动式主机。