Máy kiểm tra năng suất kéo chủ yếu được sử dụng để phát hiện các tính chất cơ học của vật liệu, đặc biệt là thông qua kiểm tra độ bền kéo để có được các thông số chính như cường độ năng suất, độ bền kéo, độ giãn dài sau khi phá vỡ của vật liệu. Vai trò cụ thể của nó bao gồm:

1. Đánh giá tính chất cơ học của vật liệu

Xác định phản ứng cơ học của vật liệu kim loại (ví dụ: thép, hợp kim nhôm), vật liệu phi kim loại (ví dụ: nhựa, composite) dưới tải trọng kéo, bao gồm mô đun đàn hồi, điểm năng suất, độ bền giới hạn, v.v.

2. Kiểm soát chất lượng và tuân thủ

Được sử dụng trong sản xuất để kiểm tra sự phù hợp của nguyên liệu thô hoặc thành phẩm với các tiêu chuẩn, đảm bảo rằng vật liệu đáp ứng các yêu cầu thiết kế.

3. R&D và tối ưu hóa vật liệu

Tối ưu hóa thành phần vật liệu, quy trình xử lý nhiệt hoặc quy trình xử lý (ví dụ: cán, rèn) bằng cách so sánh các đường cong kéo vật liệu theo các công thức hoặc quy trình khác nhau.

4. Phân tích thất bại

Phân tích hình thái đứt gãy của vật liệu trong quá trình kéo dài (ví dụ: đứt gãy giòn, đứt gãy dẻo dai) để đánh giá khiếm khuyết vật liệu hoặc các vấn đề về quy trình.

5. Giảng dạy và nghiên cứu khoa học

Được sử dụng trong các bài thuyết trình giảng dạy tại các trường đại học và các tổ chức nghiên cứu khoa học để giúp sinh viên hiểu hành vi cơ học vật liệu (ví dụ: giai đoạn đàn hồi, giai đoạn dẻo, giai đoạn tăng cường).

Máy kiểm tra năng suất kéo thường bao gồm các thành phần cốt lõi sau:

1. Hệ thống tải cơ khí

Giá đỡ:

Hỗ trợ cứng nhắc được cung cấp, thường được sản xuất bằng thép cường độ cao hoặc gang, được chia thành loại cổng (cột đôi/bốn cột) hoặc cấu trúc cánh tay đơn.

Ví dụ: Giá đỡ cổng thích hợp cho thử nghiệm tải trọng cao (chẳng hạn như mẫu kim loại) và cấu trúc cánh tay đơn thích hợp cho các mẫu có tải trọng thấp hoặc nhỏ.

Cơ chế truyền tải:

Ổ đĩa thủy lực: Cung cấp tải trọng lớn thông qua bơm thủy lực, thích hợp cho thử nghiệm vật liệu cường độ cao.

Ổ đĩa động cơ: Sử dụng động cơ servo hoặc động cơ bước, kết hợp với bộ giảm tốc và ổ trục vít để đạt được điều khiển tải chính xác.

Actor: Chuyển đổi sức mạnh thành hành động kéo hoặc nén và một số thiết bị hỗ trợ kiểm tra độ mỏi động.

2. Kẹp với đồ đạc

Vật cố định:

Theo thiết kế hình dạng mẫu, các loại phổ biến bao gồm kẹp nêm (ổ thủy lực, khóa tự động), kẹp cơ khí (xoay bằng tay) hoặc kẹp khí nén.

Ví dụ: kẹp đặc biệt cho thép ren, kẹp chống trượt cho vật liệu vảy.

Thiết bị cặp:

Đảm bảo trục của mẫu trùng với hướng tải và tránh lỗi dữ liệu hoặc phá vỡ mẫu do tải lệch.

3. Hệ thống đo lường và cảm biến

Cảm biến lực (cảm biến tải):

Đo tải lực, độ chính xác thường đạt ± 0,5%~1% FS (lỗi phạm vi đầy đủ).

Các loại phổ biến: cảm biến tải chip căng thẳng, cảm biến điện từ.

Cảm biến dịch chuyển:

Theo dõi biến dạng mẫu, bao gồm máy đo độ giãn dài (đo độ giãn dài phân đoạn) và LVDT (máy biến áp vi sai biến đổi tuyến tính, đo độ dịch chuyển của đầu chéo).

Ví dụ về độ chính xác: Độ phân giải của máy đo độ giãn nở lên tới 0,001mm.

Hệ thống thu thập dữ liệu:

Đường cong lực dịch chuyển được thu thập trong thời gian thực và được chuyển đổi thành đường cong căng thẳng với tốc độ lấy mẫu lên đến 10 kHz (thử nghiệm động) hoặc 100 Hz (thử nghiệm tĩnh).

4. Hệ thống điều khiển và phần mềm

Bộ điều khiển:

Thiết bị thủy lực sử dụng van tỷ lệ hoặc van servo để kiểm soát tốc độ tải; Thiết bị điều khiển động cơ điều chỉnh tốc độ và tải thông qua PID vòng kín.

Chức năng phần mềm:

Các thông số thử nghiệm đặt trước;

Hiển thị thời gian thực Đường cong dịch chuyển lực, Đường cong căng thẳng;

Tự động tính toán các thông số như cường độ năng suất, độ bền kéo, độ giãn dài sau khi phá vỡ;

Tạo báo cáo, phù hợp với tiêu chuẩn ASTM, ISO, v.v.

5. Thiết bị an toàn và phụ trợ

Lá chắn:

Ngăn ngừa mẫu vật bị vỡ và bắn tung tóe gây thương tích, đồng thời giảm nhiễu môi trường.

Công tắc giới hạn với nút dừng khẩn cấp:

Ngăn ngừa thiệt hại cho thiết bị do quá tải hoặc vận hành sai.

Hệ thống làm mát:

Thiết bị thủy lực được trang bị hệ thống làm mát dầu để tránh quá nóng khi chạy trong thời gian dài.