試驗(yàn)機(jī)基本結(jié)構(gòu)與測(cè)試原理

  對(duì)于試驗(yàn)機(jī)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行進(jìn)行了歸類(lèi)，基本可以分為靜力單軸試驗(yàn)機(jī)，扭力類(lèi)試驗(yàn)機(jī)和動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)機(jī)。作為一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品，無(wú)論是靜力單軸試驗(yàn)機(jī)，扭力類(lèi)試驗(yàn)機(jī)或動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)機(jī)，每個(gè)試驗(yàn)機(jī)整體都是由五至六項(xiàng)基本結(jié)構(gòu)組合而成的系統(tǒng)。首先必不可少的機(jī)身，其次是試樣支持部分，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和控制部分、測(cè)量和數(shù)據(jù)處理部分、安全防護(hù)及可選附件部分。

  首先說(shuō)機(jī)身，機(jī)身是試驗(yàn)機(jī)的骨架，試樣支持部分、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和控制部分，安全防護(hù)和試驗(yàn)機(jī)附件都附著其上。因此，機(jī)身除了滿(mǎn)足必須的強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足一定的剛度。機(jī)身的涉及應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)和檢驗(yàn)所需要的有效空間，試驗(yàn)機(jī)的機(jī)身上應(yīng)有水平或垂直基準(zhǔn)面和安裝螺孔。不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)機(jī)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(yàn)機(jī)在實(shí)驗(yàn)前安裝，支撐試驗(yàn)對(duì)象的結(jié)構(gòu)部分。該部分根據(jù)不同的試驗(yàn)機(jī)有不同的具體形式。具體舉幾個(gè)例子，如壓力試驗(yàn)機(jī)，由上下壓墊構(gòu)成，其中一個(gè)承壓墊有定中心位置的同心圓或十字刻線(xiàn)，另外一個(gè)承壓墊帶有動(dòng)作靈活的球面。上下墊的中心線(xiàn)應(yīng)重合，當(dāng)試樣或零件本身帶有一個(gè)球迷支撐時(shí)，不再允許上下墊中任何一個(gè)帶有靈活的球面支撐。再如彎曲試驗(yàn)機(jī)，一般由壓力試驗(yàn)機(jī)上壓頭加專(zhuān)用彎曲試驗(yàn)支座構(gòu)成，根據(jù)試驗(yàn)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(dòng)的。

  為了對(duì)材料進(jìn)行力學(xué)性能的檢驗(yàn)，試驗(yàn)機(jī)必須具有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和控制部分。為了對(duì)試樣進(jìn)行拉伸，壓縮，扭轉(zhuǎn)，彎折，蠕變，持久等試驗(yàn)，試驗(yàn)機(jī)就需要有與其試驗(yàn)?zāi)Ｊ较鄳?yīng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，例如對(duì)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(yàn)雖然是采用杠桿砝碼對(duì)試樣施加試驗(yàn)力的，但卻需要在試樣另外一端施加主動(dòng)力來(lái)進(jìn)行平衡才能完成試驗(yàn)力的施加。對(duì)于沖擊試驗(yàn)機(jī)而言，無(wú)論是擺錘試驗(yàn)機(jī)還是落錘式，由于是利用重錘的位能在下落過(guò)程中獲得動(dòng)能來(lái)對(duì)試樣做功的，因此，試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分就包含擺錘的提升裝置，對(duì)試樣來(lái)說(shuō)，則是將之前存儲(chǔ)的位能通過(guò)試驗(yàn)機(jī)的釋放裝置進(jìn)行。最簡(jiǎn)單的利用力的動(dòng)力效應(yīng)原理測(cè)力時(shí)，可以使用傾復(fù)力矩的試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)自動(dòng)對(duì)試樣施加試驗(yàn)力，加力速度通過(guò)阻尼器進(jìn)行控制。

  實(shí)驗(yàn)的控制裝置早期最簡(jiǎn)單的就是拉力試驗(yàn)機(jī)通過(guò)手工完成就位，裝夾，施加動(dòng)力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成后停機(jī)或返回原位等控制功能。隨著科技水平提高，液壓式拉力機(jī)則是由人員操控送油閥，回油閥來(lái)控制力的增減。蠕動(dòng)持久試驗(yàn)機(jī)由人工裝掛砝碼，啟動(dòng)不受力一端的牽引裝置，使試樣達(dá)到受力狀態(tài)下平衡。隨著科學(xué)的進(jìn)步，利用程序和微機(jī)來(lái)控制的試驗(yàn)機(jī)逐漸取代了人工和半自動(dòng)。