?高速拉力試驗機的操作規(guī)程需嚴格遵循安全規(guī)范與設(shè)備特性,以確保測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且操作安全。以下從操作前準(zhǔn)備、測試流程、安全規(guī)范及維護要點等方面展開說明,結(jié)合設(shè)備通用標(biāo)準(zhǔn)與典型操作邏輯:
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一、操作前準(zhǔn)備
1. 人員資質(zhì)與培訓(xùn)
操作人員需經(jīng)過設(shè)備廠商培訓(xùn),熟悉儀器原理、操作規(guī)程及緊急情況處理方法,嚴禁未受訓(xùn)人員操作。
2. 設(shè)備檢查
硬件檢查:
查看主機框架是否穩(wěn)固,驅(qū)動系統(tǒng)(伺服電機 / 液壓站)油位 / 電路是否正常,夾具安裝是否牢固、無磨損裂紋。
檢查力傳感器、位移傳感器(激光 / 光柵尺)是否校準(zhǔn),連接線無松動。
軟件檢查:
啟動控制軟件,確認系統(tǒng)版本正確,通信接口(如 USB、以太網(wǎng))連接正常,無報錯提示。
3. 環(huán)境與試樣準(zhǔn)備
環(huán)境要求:
實驗室溫度 23±5℃,濕度≤65% RH,避免強光、振動及電磁干擾(如遠離大型電機、變壓器)。
試樣制備:
按標(biāo)準(zhǔn)(如 ASTM、ISO)加工試樣,尺寸公差符合要求(如啞鈴型試樣寬度誤差≤0.1mm),表面無劃痕、毛刺。
測量試樣初始尺寸(寬度、厚度、標(biāo)距),記錄至軟件或紙質(zhì)表單。
二、測試操作流程
1. 系統(tǒng)初始化與參數(shù)設(shè)置
開機順序:
先開啟控制器、傳感器電源,再啟動主機驅(qū)動系統(tǒng)(伺服電機 / 液壓站),最后打開計算機及測試軟件。
參數(shù)設(shè)定:
在軟件界面輸入試樣信息(材料類型、編號、尺寸),設(shè)置測試參數(shù):
拉伸速度:根據(jù)材料選擇(如高分子材料高速測試選 100~1000mm/min,金屬沖擊測試選 1~10m/s),需確保速度在設(shè)備量程內(nèi)。
采樣頻率:高速場景≥10kHz(如 10m/s 拉伸時建議≥50kHz),避免數(shù)據(jù)丟失。
行程限制:設(shè)置最大拉伸行程(如試樣標(biāo)距的 2~3 倍),防止夾具撞機。
力值量程:根據(jù)預(yù)估斷裂力選擇量程(如預(yù)估 10kN,選 15kN 量程),并啟用過載保護(通常設(shè)為量程的 110%)。
2. 試樣夾持與對中
夾具選擇:
根據(jù)試樣類型選用專用夾具(如楔形夾具用于金屬,氣動夾具用于薄膜),確保夾持面與試樣接觸均勻。
對中操作:
手動調(diào)整上下夾具位置,通過軟件或目視檢查試樣軸線與拉伸方向同軸(偏差≤1°),避免偏心受力導(dǎo)致測試誤差。
對于高精度測試,可使用激光對中儀輔助校準(zhǔn)。
3. 測試執(zhí)行與數(shù)據(jù)采集
預(yù)拉伸檢查:
點擊 “預(yù)拉伸” 按鈕,以低速(如 10mm/min)拉伸 1~2mm,確認試樣夾持牢固、無打滑,傳感器信號穩(wěn)定。
正式測試:
點擊 “開始” 按鈕,設(shè)備按設(shè)定速度啟動拉伸,軟件實時顯示力值 - 位移曲線、實時速度等數(shù)據(jù)。
觀察試樣變形:若出現(xiàn)滑移(力值驟降),需停機重新夾持;若試樣在夾具處斷裂,需檢查夾持方式或更換夾具。
數(shù)據(jù)記錄:
試樣斷裂后,設(shè)備自動停機,軟件記錄峰值力、斷裂位移、斷裂時間等數(shù)據(jù),生成原始曲線與數(shù)值報告。
三、測試后處理與安全操作
1. 數(shù)據(jù)處理與報告生成
在軟件中調(diào)用數(shù)據(jù)處理功能,計算抗拉強度(σb=Fmax/S0)、斷裂伸長率(δ=(L-L0)/L0×100%)、彈性模量等指標(biāo)。
按需求導(dǎo)出報告(PDF/Excel 格式),包含試樣信息、測試參數(shù)、曲線圖及計算結(jié)果,簽字存檔。
2. 設(shè)備復(fù)位與清潔
關(guān)閉驅(qū)動系統(tǒng),將夾具歸位至初始位置,卸下斷裂試樣,用酒精棉擦拭夾具表面殘留碎屑(避免金屬粉塵影響夾持力)。
液壓機型需關(guān)閉液壓站,檢查油路是否泄漏;伺服機型需給絲杠涂抹潤滑油(按設(shè)備手冊周期)。
3. 安全注意事項(核心規(guī)范)
高速拉伸風(fēng)險:
測試時必須關(guān)閉防護罩,嚴禁身體任何部位靠近夾具運動區(qū)域,防止試樣斷裂飛濺傷人(如金屬試樣斷裂時碎片速度可達 10m/s)。
電氣與液壓安全:
設(shè)備接地電阻≤4Ω,避免漏電;液壓系統(tǒng)壓力超過 10MPa 時,禁止拆卸油管或維修。
緊急情況處理:
若出現(xiàn)異常噪音、冒煙、傳感器數(shù)據(jù)跳變,立即按下機臺急停按鈕,切斷總電源,并聯(lián)系廠商技術(shù)人員。
四、日常維護與校準(zhǔn)
1. 日常維護清單
項目 維護內(nèi)容 周期
夾具系統(tǒng) 清潔夾持面,檢查螺栓松緊,涂抹防咬合劑 每次測試后
驅(qū)動系統(tǒng) 伺服電機軸承潤滑,液壓油液位檢查 每周
傳感器 外觀檢查(無磕碰),連接線絕緣測試 每月
軟件系統(tǒng) 備份測試數(shù)據(jù),更新驅(qū)動程序 季度
2. 校準(zhǔn)與檢定
力值校準(zhǔn):使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼(精度≥0.1% FS)進行多點校準(zhǔn)(如量程的 20%、50%、80%),誤差超過 ±0.5% 時需重新標(biāo)定,每年 1 次。
位移校準(zhǔn):用標(biāo)準(zhǔn)量塊(分辨率 0.01mm)驗證光柵尺 / 激光位移計精度,偏差超過 ±0.1% 時需調(diào)整,每半年 1 次。
五、常見故障與處理
1. 測試數(shù)據(jù)異常
力值波動大:可能是傳感器接線松動或受潮,需檢查線纜并干燥傳感器;若為液壓系統(tǒng),可能是油液污染,需更換液壓油。
斷裂伸長率偏差:可能是標(biāo)距測量錯誤或夾具打滑,重新測量試樣尺寸并檢查夾持力(氣動夾具需確認氣壓≥0.6MPa)。
2. 設(shè)備運行故障
無法啟動高速拉伸:檢查伺服電機過載保護是否觸發(fā),或液壓站壓力是否達到設(shè)定值(如高速時需≥14MPa)。
軟件無數(shù)據(jù)顯示:重啟計算機與控制器,檢查 USB 接口或通信協(xié)議(如 TCP/IP 端口是否被占用)。
六、特殊場景操作建議
高溫 / 低溫測試:
若配備環(huán)境箱,需先將試樣在目標(biāo)溫度(如 - 40℃~150℃)下恒溫 30 分鐘,再啟動測試,避免溫度梯度影響材料性能。
動態(tài)應(yīng)變率測試:
進行應(yīng)變速率敏感材料測試時(如聚合物),需按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置多組速度(如 10mm/min、100mm/min、1000mm/min),對比分析力學(xué)行為差異。