8大材料试验机总览

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引言：材料试验机，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，材料试验机是一种不可缺少的重要检测仪器。多用于金属及非金属（含复合材料）的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、保载、松弛、往复等项的静力学性能测试分析研究。

材料试验机按加荷方法可分为静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。

静态试验机

1、万能试验机

包括液压万能试验机和电子万能试验机，双丝杆系列，控制、测量、操作一体化结构融当代先进技术于一体，具有精度高、调速范围宽、结构紧凑、操作方便、性能稳定等优点。


图1 电子万能试验机

适用材料：橡胶、塑料、薄膜、胶粘剂、钢筋、玻璃、触摸屏、纺织物、防水材料、电线电缆、网绳、金属丝、金属棒、金属板等光伏材料及服装行业等

测试项目：拉伸应力、拉伸强度、定伸应力、定应力伸长率、断裂强度、断后伸长率、屈服强度、屈服点伸长率、屈服点拉伸应力、撕裂强度、剥离强度、穿刺强度、弯曲强度、弹性模量等

涉及标准：
GB/T1040.1-2006塑料拉伸性能的测定
GB/T 1041-2008 塑料 压缩性能的测定
GB/T 8804.1-2003 热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第1部分 试验方法总则
GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定
GB/T 9647-2015 热塑性塑料管材 环刚度的测定
ISO 7500-1-2015 金属材料静态单轴向试验机的验证
GB/T 16491-2008 电子式万能试验机
GB/T 17200-2008 橡胶塑料拉力、压力和弯曲试验机(恒速驱动) 技术规范
ISO 5893-2002 橡胶和塑料试验设备.拉伸、弯曲和压缩型
ASTM D638-2003 塑料拉伸性能测定方法
ASTM D 695-2010 硬质塑料抗压特性试验方法
ASTM D790-2003 未增强和增强塑料及电绝缘材料弯曲性的标准试验方法和塑料管材等标准的要求

2、压力试验机

压力试验机也称电子压力试验机。


图2 压力试验机

适用材料：橡胶、塑料板材、管材、异型材，塑料薄膜、电线电缆、防水卷材、金属丝、纸箱等材料

测试项目：压缩试验，拉伸试验

性能： 拉伸试验（应力－应变试验）一般是将材料试样两端分别夹在两个间隔一定距离的夹具上，两夹具以一定的速度分离并拉伸试样，测定试样上的应力变化，直到试样破坏为止

部分结构：
感温棒：旋入式热电偶，测温灵敏、均匀、精度高。 　
发热器：旋入式加热器，功率大、升温快而且耐用性强。
立柱铜套：采用黄铜精制而成，耐磨且无阻力。 　
动力系统：采用特殊马达，使运转平稳，精准，无燥音。
安全保护：附紧急保护装置，遇紧急状况可使机台停止或反转。

3、拉力试验机

同万能试验机。


图3 拉力试验机

适用材料：塑料板材、管材、异型材，塑料薄膜及橡胶、电线电缆、钢材、玻纤维等材料

涉及标准：GB/T16491、GB/T1040、GB/T8804.1、GB/T8804.2、GB/T1041、GB/T9341、GB/T8808、GB/T18477、GB/T583、GB13022等标准。

测试项目：静载、拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离等力学性能。

4、扭转试验机

扭转试验机分为弹簧扭转试验机、线材扭转试验机和材料扭转试验机。


图4 扭转试验机

适用材料：金属和非金属以及零部件等。

金属线材扭转试验机适用于测定直径(或特征尺寸)为0.1-10.0mm 的金属线材在单向或双向扭转中承受塑性变形的能力及显示线材表面和内部的缺陷。

测试项目：扭转性能试验，最大扭矩、抗扭强度、上屈服强度和下屈服强度等性能

涉及标准： GB/T 239-1999《金属线材扭转试验方法》，国际标准ISO 7800:1984《金属线材单向扭转试验方法》和ISO 9649:1990《金属线材双向扭转试验方法》。

5、蠕变试验机

蠕变持久试验机，按结构和原理分机械式、电子式两种；机械式为传统的产品，电子式是近几年开发的新产品。


图5 蠕变试验机

适用材料：金属、非金属材料等

测试项目：拉伸、压缩持久、蠕变、松弛试验以及低周疲劳和蠕变疲劳试验

涉及标准：
GB/T2039-1997《金属拉伸蠕变机持久试验方法》、
HB5151-1996《金属高温拉伸蠕变试验方法》
HB5150-1996《金属高温拉伸持久试验方法》
JJG276-88《高温蠕变、持久强度试验机》

动态试验机

1、动静万能试验机

动静万能试验机的主机采用双立柱式结构，最大静负荷是5KN，最大动负荷是2.5KN，测量范围是2-100%。


图6 PWS-100电液伺服动静万能试验机

功能特点：
(1)主机采用双立柱式结构。

(2)要对金属和非金属材料进行对称循环疲劳试验。同时也可进行静态拉伸等相关试验。

(3)测控系统采AD850万能试验卡及ATOS伺服阀，可实现试验全过程的自动控制，全部键盘操作。

(4)具有负荷、位移、变形三种控制方式及控制方式之间的平滑转换功能，自动采集处理试验数据，绘制试验曲线，打印试验报告。

适用材料：各种材料、零部件、弹性体、橡胶弹性体和减振器等

测试项目：拉伸、压缩、弯曲、低周和高周疲劳、裂纹扩展、断裂力学试验

2、疲劳试验机

疲劳试验机是可以通过各种方式测试疲劳的机器，根据试验频率可分为低频疲劳试验机、中频疲劳试验机、高频疲劳试验机、超高频疲劳试验机。


图7 高频疲劳试验机

适用材料：金属、合金材料及其构件（如操作关节、固接件、螺旋运动件等）

测试项目：室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验

注意事项：复合材料不可以用电磁式高频疲劳试验机进行疲劳试验，因为电磁式是采用电磁谐振原理驱动的，与试样的刚性有关，所以复合材料只能用电机驱动疲劳试验。

3、冲击试验机

冲击试验机（英文名称：impacttesting machine）是指对试样施加冲击试验力，进行冲击试验的材料试验机。冲击试验机分为手动摆锤式冲击试验机、半自动冲击试验机、数显冲击试验机、微机控制冲击试验机、落锤冲击试验机以及非金属冲击试验机等。


图8 冲击试验机

适用材料：金属、非金属材料

测试项目：冲击试验

应用范围：
（1）选材及新材料研制
（2）冶金产品检查控制
（3）工艺质量监督
（4）各种条件下韧性评定
（5）冶金产品交货重要指标之一