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標題: 電液伺服液壓萬能試驗機介紹 [打印本頁]

作者: ninali 時間: 2025-6-26 09:32
標題: 電液伺服液壓萬能試驗機介紹
1.定義與概述
??定義：??電液伺服液壓萬能試驗機是一種結合了??液壓動力??和??電液伺服控制技術??的高精度、高性能材料試驗設備。它利用液壓油缸產生強大的力，并通過精密的電液伺服閥和閉環反饋控制系統，實現對加載力、位移或變形（應變）的??精確、穩定、動態??控制。
??“萬能”的含義：??“萬能”并非指無所不能，而是指其功能??高度多樣化??。通過配備不同的夾具、附件和傳感器，它可以執行多種標準化的材料力學性能測試，如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、壓陷等，覆蓋了金屬、非金屬、復合材料、橡膠、塑料、紡織品、線纜、構件等多種材料和產品的測試需求。
??核心特征：??高精度、寬量程、大負荷、動態響應好、控制模式多樣（力、位移、變形）、功能全面。
2.核心工作原理
電液伺服液壓萬能試驗機的工作原理基于??閉環反饋控制??：
??指令信號：??用戶通過控制軟件設定期望的試驗參數（如目標力、目標位移、目標應變或特定的加載波形）。
??伺服控制器：??控制器將設定值與來自傳感器的實際測量值進行比較，計算出誤差信號。
??伺服閥驅動：??控制器根據誤差信號生成并輸出一個微小的??電流信號??給??電液伺服閥??。
??伺服閥動作：??電液伺服閥是一個精密的液壓流量控制元件。它根據輸入的電流信號，精確地調節流向作動缸（油缸）的??高壓油流量和方向??。電流大小和極性決定了閥的開度和油流方向。
??作動缸加載：??高壓油驅動作動缸的活塞運動，從而對安裝在上下夾頭之間的試樣施加拉力或壓力。
??傳感器反饋：??安裝在試驗機上的??力傳感器??測量施加在試樣上的實際力；??位移傳感器??（如光柵尺或LVDT）測量作動缸活塞的位移（即試樣的變形量）；??引伸計??（應變傳感器）則直接測量試樣標距內的微小變形（應變）。這些傳感器的信號實時反饋給控制器。
??閉環控制：??控制器不斷比較設定值與反饋值，實時調整輸出給伺服閥的電流信號，以消除誤差，確保加載過程嚴格遵循設定的控制模式（力控、位移控、應變控）和加載速率（靜態）或波形（動態）。
3.主要組成部分
??主機框架：??通常為堅固的雙立柱或四立柱結構，提供剛性和穩定性，承受高負荷。包括上橫梁、工作臺（下橫梁）和立柱。
??液壓動力源：??包括電機、高壓油泵、油箱、濾油器、溢流閥、蓄能器等。提供穩定、清潔的高壓液壓油。
??作動缸：??核心執行元件，活塞在液壓油驅動下運動，產生試驗所需的載荷。通常為雙作用缸（可拉可壓）。
??電液伺服閥：??系統的“心臟”，將微弱的電信號精確轉換為大功率的液壓流量輸出，響應速度快，控制精度高。
??伺服控制器：??系統的“大腦”，接收設定指令和傳感器反饋信號，進行實時計算和控制算法處理，輸出控制信號驅動伺服閥。現代控制器多為數字式，功能強大。
??傳感器系統：??
??力傳感器：??測量施加在試樣上的載荷，精度高，量程范圍廣。
??位移傳感器：??測量作動缸活塞的位移（大變形）。
??引伸計：??直接夾持在試樣上，精確測量試樣標距內的微小變形（應變），尤其在屈服點附近和彈性模量測量中至關重要。
??夾具系統：??用于裝夾不同形狀和尺寸的試樣。種類繁多，如平推夾具、楔形夾具、壓縮夾具、彎曲夾具、剪切夾具、剝離夾具等。夾具的適用性和對中性直接影響測試結果。
??安全保護裝置：??包括行程限位開關、過載保護、急停按鈕、液壓系統安全閥等，確保設備和人員安全。
??計算機與測試軟件：??現代試驗機均配備計算機和專業測試軟件。軟件用于：
設定試驗參數（標準、控制模式、速率、波形等）。
實時顯示試驗曲線（力-位移、力-時間、應力-應變等）。
數據采集與存儲。
自動計算材料性能參數（如彈性模量、屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率、斷面收縮率等）。
生成測試報告。
管理測試數據和結果。
4.主要功能特點
??高精度與高分辨率：??得益于精密的伺服閥、高精度傳感器和閉環控制，在力、位移、應變測量和控制上具有極高的精度和分辨率。
??寬負荷范圍：??可提供從幾牛到數千甚至上萬千牛的巨大負荷范圍，覆蓋從微小零件到大型結構件的測試需求。
??多種控制模式：??可在力控制、位移控制、變形（應變）控制等多種模式下運行，并能實現模式間的平滑切換。
??寬速度范圍：??加載速率范圍寬，既能進行極低速的蠕變試驗，也能進行較高速度的準靜態試驗。
??動態性能：??具備良好的動態響應能力，可以進行低頻率的疲勞試驗、循環加載試驗以及模擬實際工況的波形加載（如正弦波、三角波、方波、自定義波形）。
??多功能性：??通過更換夾具和附件，可執行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、壓陷等多種試驗。
??強大的數據處理能力：??計算機軟件自動采集數據、繪制曲線、計算關鍵力學性能指標并生成報告。
??符合標準：??可滿足眾多國際和國內材料測試標準的要求（如ISO,ASTM,GB/T,DIN,JIS等）。
5.主要應用領域
??材料研究與開發：??測試新材料的基本力學性能，研究材料在不同條件下的行為（如溫度、濕度）。
??產品質量控制：??對原材料、半成品和成品進行力學性能檢驗，確保符合質量標準。
??失效分析：??分析材料或構件失效的原因。
??零部件性能測試：??測試各種機械零部件（如螺栓、彈簧、軸承、連接件）的強度、剛度、疲勞壽命等。
??結構件測試：??測試小型結構件或模型在載荷下的行為。
??高校與科研院所：??用于教學實驗和科學研究。
??航空航天、汽車、軌道交通：??對關鍵材料和高性能零部件進行嚴格測試。
??建筑與土木工程：??測試建筑材料（鋼筋、混凝土、土工布等）和構件。
??橡膠塑料工業：??測試彈性體、塑料制品的拉伸、壓縮、彎曲、撕裂等性能。
??包裝材料：??測試紙箱、薄膜、膠帶等的抗壓、抗拉、剝離強度。
6.優勢
??大負荷能力：??液壓系統能輕松產生非常大的力，這是電動試驗機難以企及的。
??高剛度：??液壓缸和框架結構通常具有很高的剛度，在測試高剛度材料時變形小，測量更準確。
??動態性能好：??伺服閥響應快，適合需要動態加載或波形控制的測試（如疲勞、低頻動態）。
??長行程：??液壓缸通常可以提供較長的行程，適合測試大變形材料或進行壓縮試驗。
??過載能力強：??液壓系統在短時間內能承受一定的過載。
??多功能性：??通過夾具和附件的擴展，應用范圍極廣。

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