引張降伏試験機は主に材料の力学性能の検査に用いられ、特に引張試験によって材料の降伏強度、引張強度、断後伸び率などの重要なパラメータを獲得した。具体的な役割は次のとおりです。
1.材料力学特性の評価
引張荷重下の金属材料(例えば鋼材、アルミニウム合金)、非金属材料(例えばプラスチック、複合材料)の力学的応答を測定し、弾性率、降伏点、限界強度などを含む。
2.品質管理とコンプライアンス
製造業では原材料や完成品が基準を満たしているかどうかを検査し、材料が設計要件を満たしていることを確認するために使用されます。
3.材料の開発と最適化
異なる配合またはプロセス下の材料延伸曲線を比較することにより、材料成分、熱処理プロセスまたは加工プロセス(圧延、鍛造など)を最適化する。
4.故障解析
延伸過程における材料の破断形態(例えば脆性破断、靭性破断)を分析し、材料欠陥またはプロセス問題を判断する。
5.教育と科学研究
大学や科学研究機関での教育デモンストレーションに使用され、学生が材料力学的行為(例えば、弾性段階、塑性段階、強化段階)を理解するのを支援する。
引張降伏試験機は通常、以下のコア部品から構成される。
1.機械ロードシステム
ラック:
剛性支持を提供し、通常は高強度の鋼材または鋳鉄で製造され、門式(二重柱/四柱)または単腕構造に分けられる。
例:ドアラックは金属試料などの高荷重試験に適しており、シングルアーム構造は低荷重または小型試料に適している。
駆動と負荷機構:
油圧駆動:油圧ポンプにより大きな荷重を提供し、高強度材料試験に適している。
モータ駆動:サーボモータまたはステッピングモータを採用し、減速機とねじ伝動を組み合わせ、正確な荷重制御を実現する。
アクチュエータ:動力を引張または圧縮動作に変換し、一部の機器は動的疲労テストをサポートする。
2.クランプと固定装置
取付具:
試料の形状設計に応じて、一般的なタイプはくさび形治具(油圧駆動、自動ロック)、機械式治具(手動回転)または空気圧治具を含む。
例:ねじ鋼専用治具、シート材料滑り止め治具。
対中装置:
バイアス荷重によるデータ誤差や試料破断を避けるために、試料軸線と荷重方向が一致していることを確認します。
3.測定とセンサシステム
力センサ(負荷センサ):
荷重力を測定し、精度は通常±0.5%~±1%FS(フルレンジ誤差)に達する。
常用タイプ:ひずみ板式負荷センサ、磁気電気式センサ。
変位センサ:
引張計(測定スケールセグメント伸長)とLVDT(線形可変差動変圧器、測定クロスヘッド変位)を含む試料変形を追跡した。
精度例:引伸計の解像度は0.001 mmに達することができる。
データ収集システム:
力−変位曲線をリアルタイムで収集し、応力−歪み曲線に変換し、サンプリング率は10 kHz(動的試験)または100 Hz(静的試験)に達することができる。
4.制御システムとソフトウェア
コントローラ:
油圧設備は比例弁又はサーボ弁を用いて負荷速度を制御する、モータ駆動装置は閉ループPIDにより速度と荷重を調整する。
ソフトウェア機能:
事前に試験パラメータを設定する、
力−変位曲線、応力−ひずみ曲線をリアルタイムで表示する、
降伏強度、引張強度、断後伸び率などのパラメータを自動的に計算する、
ASTM、ISOなどの基準を満たすレポートを生成します。
5.安全・補助装置
保護カバー:
試料が破断して飛散して人を傷つけることを防止し、同時に環境妨害を減少させる。
リミットスイッチと急停止ボタン:
過負荷や誤操作による機器の損傷を防止する。
冷却システム:
油圧設備は油冷システムを備え、長時間の運転過熱を避ける。
