測(cè)定材料的力學(xué)性能的主要設(shè)備是材料試驗(yàn)機(jī)。常用的材料試驗(yàn)既有拉力試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)等。能兼作拉伸、壓縮、彎曲等多種實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)機(jī)稱為萬能材料試驗(yàn)機(jī)，或簡(jiǎn)稱為萬能機(jī)。供靜力試驗(yàn)用的萬能材料試驗(yàn)機(jī)有液壓式、機(jī)械式、電子機(jī)械式等類型。

液壓式萬能材料試驗(yàn)機(jī)其結(jié)構(gòu)如下圖所示。下面給大家介紹一下萬能材料試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力系統(tǒng)。

液壓式萬能材料試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

一、加載系統(tǒng)

在底座1上由兩根固定立柱2和固定橫梁3組成承載框架。工作油缸4固定于框架上。在工作油缸的活塞5上，支承著由上橫梁6、活動(dòng)立柱7和活動(dòng)平臺(tái)8組成的活動(dòng)框架。當(dāng)油泵16開始時(shí)，油液通過送油閥17，經(jīng)送油管18進(jìn)入工作油缸，把活塞5連同活動(dòng)平臺(tái)一起頂起。這樣，如把試樣安裝于上夾頭9和下夾頭12之間，由于下夾頭固定，上夾頭隨活動(dòng)平臺(tái)上升，試樣將受到拉伸。若把試樣置放于兩個(gè)承壓墊板11之間，或?qū)⑹軓澰嚇又梅庞趦蓚€(gè)彎曲支座10上，則因固定橫梁不動(dòng)而活動(dòng)平臺(tái)上升，試樣將分別受到壓縮或彎曲。此外，實(shí)驗(yàn)開始前如欲調(diào)整上、下夾頭之間的距離，則可開動(dòng)電機(jī)14，驅(qū)動(dòng)螺桿13，便可使下夾頭12上升或下降。但電機(jī)14不能用來給試樣施加拉力。

二、測(cè)力系統(tǒng)

加載時(shí)，開動(dòng)油泵電機(jī)，打開送油閥17，油泵把油液送入工作油缸4頂起工作活塞5給試樣加載；同時(shí)，油液經(jīng)回油管19及測(cè)力油管21（這時(shí)回油閥20時(shí)關(guān)閉的，油液不能流回回油箱37），進(jìn)入測(cè)力油缸22，壓迫測(cè)力活塞23，使它帶動(dòng)拉桿24向下移動(dòng)，從而迫使擺桿26和擺錘25聯(lián)同推桿27繞支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)。推桿偏轉(zhuǎn)時(shí)，推動(dòng)齒桿28作水平移動(dòng)，于是驅(qū)動(dòng)示力度盤的指針齒輪，使示力指針29繞示力度盤30的中心旋轉(zhuǎn)。示力指針旋轉(zhuǎn)的角度與測(cè)力油缸活塞上的總壓力（即拉桿24所受拉力）成正比。因?yàn)闇y(cè)力油缸和工作油缸中油壓壓強(qiáng)相同，兩個(gè)油缸活塞上的總壓力成正比（活塞面積之比）。這樣，示力指針的轉(zhuǎn)角便與工作油缸活塞上的總壓力，即試樣所受荷載成正比。經(jīng)過標(biāo)定便可使指針在示力度盤上直接指示荷載的大小。

試驗(yàn)機(jī)一般配有重量不同的擺錘，可供選擇。對(duì)重量不同的擺錘，使示力指針轉(zhuǎn)同樣的轉(zhuǎn)角，所需油壓并不相同，即荷載并不相同。所以，示力度盤上由刻度表示的測(cè)力范圍應(yīng)與擺錘的重量相匹配。以WE-300試驗(yàn)機(jī)為例，它配有A、B、C三種擺錘。擺錘A對(duì)應(yīng)的測(cè)力范圍為0~60kN，A+B對(duì)應(yīng)0~150kN，A+B+C對(duì)應(yīng)0~300kN。

開動(dòng)油泵電機(jī)，送油閥開啟的大小可以調(diào)節(jié)油液進(jìn)入工作油缸的快慢，因而可用以控制增加荷載的速度。開啟回油閥20，可使工作油缸中的油液經(jīng)回油管19泄回油箱37，從而卸減試樣所受荷載。

實(shí)驗(yàn)開始前，為消除活動(dòng)框架等自重的影響，應(yīng)開動(dòng)油泵送油，將活動(dòng)平臺(tái)略微升高。然后調(diào)節(jié)測(cè)力部分的平衡砣31，使擺桿26保持垂直位置，并使示力指針在零點(diǎn)。

試驗(yàn)機(jī)上一般還有自動(dòng)繪圖裝置。它的工作原理是，活動(dòng)平臺(tái)上升時(shí)，由繞過滑輪（1）和（2）的拉繩33帶動(dòng)滾筒32繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾筒圓柱面上構(gòu)成沿周線表示位移的坐標(biāo)；同時(shí)，齒桿28的移動(dòng)構(gòu)成沿滾筒軸線表示荷載的坐標(biāo)。這樣，實(shí)驗(yàn)時(shí)繪圖筆34在滾筒上就可自動(dòng)繪出荷載-位移曲線。當(dāng)然，這只是一條定性曲線，不是很準(zhǔn)確的。

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