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常見材料試驗(yàn)機(jī)的性能特點(diǎn)分析

伴隨著社會的進(jìn)步，國力的增強(qiáng)，各類新材料層出不窮，原有材料的性能也有了進(jìn)一步的提高，使用面也在不斷的擴(kuò)大，因而對材料的檢驗(yàn)也提出了更高的要求。*，在上世紀(jì)80年代之前，材料試驗(yàn)機(jī)的使用僅局限于金屬等少數(shù)領(lǐng)域，而如今，材料試驗(yàn)機(jī)的使用范圍已不再只限于金屬等領(lǐng)域了，它已經(jīng)擴(kuò)展到了所有的行業(yè)。材料試驗(yàn)機(jī)由過去的手動液壓試驗(yàn)機(jī)一統(tǒng)天下，發(fā)展到今天，多種控制模式并存，性能特點(diǎn)各異，百花齊放的時代。在這琳瑯滿目的試驗(yàn)機(jī)中，如何選擇一款適合自己特點(diǎn)的試驗(yàn)機(jī)是大多數(shù)用戶所關(guān)心的事。由于目前絕大多數(shù)的材料試驗(yàn)都是靜力學(xué)性能試驗(yàn)，為此，下面就針對目前市場上的常見試驗(yàn)機(jī)的性能特點(diǎn)做一個簡單的對比分析，提出一個選型原則，供大家參考(寶大儀器公司技術(shù)參考)。 


一、常見材料試驗(yàn)機(jī)的種類
目前市場上常見的材料試驗(yàn)機(jī)主要有兩大系列，四種類型：
1、 液壓系列： 手動液壓材料試驗(yàn)機(jī)
電液伺服液壓材料試驗(yàn)機(jī)
2、 電子系列： 常規(guī)電子材料試驗(yàn)機(jī)
高性能電子材料試驗(yàn)機(jī)
它們的性能各異，優(yōu)缺點(diǎn)并存，各有各的用戶群體。


二、性能特點(diǎn)
1、液壓系列
1） 手動液壓材料試驗(yàn)機(jī)
手動液壓材料試驗(yàn)機(jī)主要采用簡易高壓油源作為動力源，手動調(diào)整閥作為控制元件，并進(jìn)行人工手動實(shí)現(xiàn)加載，因而，它屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。由于受油源流量及主機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，它的油缸活塞行程較小，常見的一般在300mm左右，它的試驗(yàn)速度一般也較小。受價格因素的影響，測力傳感器一般采用壓力傳感器（大噸位基本采用壓力傳感器）。因而，精度較低，量程較小，一般精度為1級或2級，量程一般為4%-100%F.S。受油缸摩擦力的影響，噸位一般很難做到很小，國內(nèi)小為5T。但由于它所*的低價及大噸位的特點(diǎn)，目前，在成品檢驗(yàn)、單一材料指標(biāo)的測試中還在大量使用。
2）電液伺服類材料試驗(yàn)機(jī)
它主要采用了精密高壓油源作為動力源，使用伺服閥或比例閥作為控制元件進(jìn)行閉環(huán)自動控制，因而控制性能較高，一般可實(shí)現(xiàn)載荷、應(yīng)變、位移三種控制模式。同手動液壓材料試驗(yàn)機(jī)一樣，受油源流量的限制，他的試驗(yàn)速度較低。由于采用閉環(huán)自動控制，系統(tǒng)剛度成了整個系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。*，液體的剛度是比較低的，為了盡可能的減少液體對整機(jī)剛度的影響，一般電液伺服試驗(yàn)機(jī)的行程都不大，同樣受整機(jī)剛度的影響，電液伺服類試驗(yàn)機(jī)的噸位都不可能做的很小，基本上都在一噸以上。但由于它有多種控制模式，因而具有使用靈活，性能較高的特點(diǎn)。
2、 電子系列
1） 常規(guī)電子類材料試驗(yàn)機(jī)
常規(guī)電子主要采用伺服電機(jī)作為動力源，絲杠、絲母作為執(zhí)行部件，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)移動橫梁的速度控制，它的試驗(yàn)速度范圍可進(jìn)行調(diào)整，以ZY系列為例，它的試驗(yàn)速度可達(dá)0.001mm/min-1000mm/min，速比可達(dá)100萬倍之多，試驗(yàn)行程可按需要而定，大可達(dá)幾米。這是液壓類試驗(yàn)機(jī)無論如何也實(shí)現(xiàn)不了的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展及伺服電機(jī)性能的提高，電子所采用的電機(jī)從早期的直流伺服電機(jī)到現(xiàn)在的更多的采用交流伺服電機(jī)，從早期的功率元件選用可控硅進(jìn)行移相觸發(fā)控制到今天的采用多種功率模塊實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制控制，電子的性能有了質(zhì)的飛躍，人們心目中的電子故障率高，性能較差的情況已經(jīng)不復(fù)存在了。由于常規(guī)電子采用速度控制，因而對系統(tǒng)剛度的要求不高，這樣就為小噸位試驗(yàn)機(jī)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了有利的條件。從目前、國內(nèi)的情況看，一噸以下試驗(yàn)機(jī)基本上都為常規(guī)的電子類試驗(yàn)機(jī)。它的用途廣，性價比高。
2）高性能電子類試驗(yàn)機(jī)
高性能電子類試驗(yàn)機(jī)與常規(guī)的電子試驗(yàn)機(jī)一樣，它也采用伺服電機(jī)作為動力源，絲杠、絲母作為執(zhí)行部件，它與常規(guī)電子試驗(yàn)機(jī)所不同的是它的控制方式可為載荷控制，也可為應(yīng)變控制或位移控制。除了具有常規(guī)電子的速度寬，行程大的特點(diǎn)外，還具有電液伺服類試驗(yàn)機(jī)的全部優(yōu)點(diǎn)，因而它是目前性能好的材料試驗(yàn)機(jī)。目前，這類試驗(yàn)機(jī)的*基本上都采用德國Doli公司生產(chǎn)的EDC 120系列作為核心控制部件。如瑞格爾公司生產(chǎn)的RG 2000系列就采用了EDC 120控制器。當(dāng)然，這類試驗(yàn)機(jī)也有它的缺點(diǎn)。由于具有載荷、應(yīng)變、位移三種控制模式，因而整機(jī)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的剛度有直接的關(guān)系，而試樣剛度又直接影響系統(tǒng)的剛度。所以當(dāng)所做試驗(yàn)的試樣種類較多時，整機(jī)剛度的變化就會很大，這樣就很難保證所有的試驗(yàn)都能夠正常進(jìn)行。為了滿足全部的試驗(yàn)都能夠正常進(jìn)行，就需隨時調(diào)整控制系統(tǒng)的參數(shù)（P，I，D參數(shù)），這對于非自動控制專業(yè)的人來說是有一定難度的，這樣也就不能*發(fā)揮這類試驗(yàn)機(jī)的優(yōu)勢。這類試驗(yàn)機(jī)的價格比較高。