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電子萬能材料試驗機是現代材料力學性能測試中核心、應用廣泛的設備之一。它利用伺服電機驅動精密滾珠絲杠或皮帶輪系統來施加和精確控制載荷，并通過高精度傳感器測量試樣的力、變形和位移。
一、核心功能與“萬能”含義
功能多樣： 能進行多種類型的靜態力學性能測試：
拉伸試驗： 測定抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率、斷面收縮率、彈性模量、泊松比等。
壓縮試驗： 測定抗壓強度、壓縮屈服強度、壓縮彈性模量等。
彎曲試驗： 測定彎曲強度、彎曲模量等。
剪切試驗： 測定剪切強度。
剝離試驗： 測定粘合劑、膠帶等的剝離強度。
撕裂試驗： 測定薄膜、紙張、織物等的撕裂強度。
頂破/脹破試驗： 測定織物、薄膜等的頂破強度。
循環加載/低周疲勞試驗： 部分高性能機型可進行簡單的低周疲勞測試。
材料廣泛： “萬能”主要體現在其測試對象極其廣泛。通過更換不同的夾具和附件，它可以測試：
金屬材料： 鋼材、鋁合金、銅合金等。
塑料與高分子材料： 各種熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠、彈性體、復合材料等。
建筑材料： 混凝土、磚塊、木材、石膏板等。
紡織品與皮革： 紗線、織物、無紡布、皮革等。
紙張與包裝材料： 紙板、瓦楞紙箱、薄膜等。
粘合劑與密封膠。
電子元件： 焊點、連接器、PCB板等。
生物材料： 骨骼、牙齒、軟組織替代物等。
標準兼容： 設計遵循眾多國際和國家標準(如ASTM, ISO, DIN, JIS, GB/T等)，確保測試結果的準確性和可比性。
二、主要組成部分
1、主機框架：
結構形式： 主要有單柱式(立式，空間小，適合較小載荷)和雙柱式。大型設備可能采用四柱式。
底座與橫梁： 提供剛性支撐。上橫梁通常固定，下橫梁(工作臺)由絲杠驅動上下移動。部分機型橫梁高度可手動或電動調節以適應不同高度的試樣和夾具。
2、驅動系統：
核心： 伺服電機(交流或直流)。這是與老式液壓萬能試驗機最根本的區別。
傳動機構： 精密滾珠絲杠或同步齒形帶/皮帶輪系統(成本較低，適用于某些中低載荷機型)。電機旋轉帶動絲杠轉動，從而驅動移動橫梁(或工作臺)精確地上下移動。
3、測力系統：
核心： 高精度負荷傳感器。安裝在移動橫梁(或固定橫梁)與上夾具之間(或工作臺與下夾具之間)。直接測量施加在試樣上的力值(F)。
量程： 設備通常配備不同量程的傳感器，用戶可根據測試需求選擇或自動切換。量程范圍從幾牛(N)到幾百千牛(kN)甚至兆牛(MN)不等。
4、變形測量系統：
引伸計： 測量試樣標距段內的真實變形量(ΔL)，是獲得精確彈性模量、屈服點等參數的關鍵。有接觸式(機械、電子)和非接觸式(視頻、激光)兩大類。
機器位移： 通過測量移動橫梁的位移(通常由安裝在絲杠上的光電編碼器或光柵尺實現)來近似估算試樣變形，但精度低于引伸計(受機器柔度和夾具滑動影響)。
5、控制系統與數據采集：
控制器： 核心大腦。接收用戶設定的測試參數(速度、模式、終止條件等)，控制伺服電機運行，實時采集來自負荷傳感器、引伸計和位移傳感器的信號。
伺服驅動器： 驅動伺服電機，實現精確的速度和位置控制。
數據采集卡： 高速、高精度地將模擬傳感器信號轉換為數字信號。
6、夾具與附件：
關鍵部件： 用于夾持各種形狀和尺寸的試樣。夾具的選擇直接影響測試的成敗和準確性。
類型多樣： 楔形夾具(通用拉伸)、平推夾具(防止試樣損傷)、壓縮夾具、彎曲夾具、剪切夾具、剝離夾具、專用夾具(如線材、薄膜、生物材料夾具)等。通常需要氣動或液壓輔助夾緊。
環境箱： 用于高低溫、恒溫恒濕等環境下的力學性能測試。
視頻引伸計： 非接觸式全場應變測量。
7、測試軟件：
核心： 用戶操作界面，控制試驗流程，實時顯示數據曲線(力-位移、力-變形、應力-應變等)，設置測試標準和方法，自動計算各種力學性能參數，生成符合標準的測試報告。
功能： 參數設置、控制模式選擇(位移控制、力控制、變形控制、應力控制、應變控制、恒速、恒應力速率、恒應變速率)、數據存儲、曲線分析、報告定制、數據導出等。現代軟件通常功能強大且用戶友好。
三、核心特點與優勢
1、高精度與高分辨率： 伺服電機+滾珠絲杠+高精度傳感器組合，在力和位移控制與測量方面通常具有更高的精度和分辨率。
2、寬速度范圍： 可以實現極低速(如0.0005 mm/min)到高速(如1000 mm/min 或更高)的平穩、無級調速，滿足不同材料、不同測試標準對加載速率的要求。
3、清潔環保： 無需液壓油，避免了油污、泄漏和廢油處理問題，工作環境更清潔。
4、低噪音： 運行噪音顯著低于液壓試驗機。
5、低維護： 結構相對簡單，主要維護是絲杠潤滑和常規清潔，維護成本低于液壓系統。
6、控制模式多樣且精確： 易于實現位移、力、變形、應力、應變等多種控制模式以及復雜的控制模式組合(如力-位移切換)。
7、良好的動態響應(部分機型)： 某些高性能電子萬能機也能進行一定頻率范圍內的動態測試(如低周疲勞)。
8、智能化與自動化： 強大的軟件支持自動化測試流程、數據處理和報告生成，易于集成到生產線或實驗室信息管理系統。
四、主要應用領域
1、材料研究與開發
2、產品質量控制與檢驗
3、進貨檢驗
4、失效分析
5、教學與培訓
6、第三方檢測實驗室
7、航空航天、汽車、電子電器、醫療器材、塑料橡膠、紡織、包裝、建材、金屬加工等幾乎所有工業領域。
五、選購考慮因素
最大試驗力： 根據所測材料的強度和試樣尺寸確定。
測試空間： 橫梁行程、有效試驗寬度和高度。
精度等級： 力、變形、位移的測量精度要求。
速度范圍： 所需的最小和最大測試速度。
夾具與附件： 所需的標準和專用夾具、環境箱、引伸計等。
控制模式： 需要的控制模式(位移、力、變形等)。
軟件功能： 易用性、報告格式、標準庫、數據分析能力。
標準符合性： 需滿足哪些國家和行業標準。
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