課堂|一文讀懂拉力實驗機軟件的具體功能

拉力實驗機行業伴隨著現代的科學技術的發展而不斷的發展。第一台試驗機出現在十八世紀的歐洲，其運用杠杆原理設計而成，屬於機械式加載試驗機。最初的試驗機產品功能簡單，完全需要手動操作。直到十九世紀後期，機械式加載試驗機出現較大的進步，其由電動機產生動力、絲杠進行傳動。十九世紀初期，由於液壓技術的快速發展，液壓式加載試驗機應運而生。液壓式加載試驗機使得控製加載材料負荷速率更加方便，可承受負荷也大幅提升。從上世紀四五十年代起，電子技術的發展，特別是計算機技術和伺服電機技術的發展，使得試驗機行業發生了巨大的變化，試驗機功能越來越豐富、控製精度越來越高，並可以自動進行材料試驗。那麽目前先進的拉力實驗機至少需要哪些功能呢？

1、拉力實驗機的材料試驗功能

材料試驗控製功能是試驗機計算機控製軟件的核心功能，是材料試驗工藝的體現，材料試驗控製效果的好壞也是評價拉力實驗機控製係統好壞的一個十分關鍵的指標。材料試驗功能可以分為手動控製試驗和自動控製試驗功能。手動控製試驗用於手動調整試驗機夾頭，或者手動控製對材料進行拉伸/壓縮。自動控製試驗是指在用戶設定好試驗目標之後，不需要試驗機操作人員幹預的情況下，軟件按照用戶設定的目標自動對材料進行試驗。拉力實驗機自動試驗方式包含有拉伸試驗、耐受試驗、加載至設定力-繼續加載試驗、循環卸載試驗等等。這裏對幾種經常使用的自動試驗方式進行敘述。

1）拉伸試驗

拉伸試驗是最基本的一種十分靈活的材料試驗方式，可用於測試材料的最大抗拉程度，其為分段試驗，最大支持八段輸入。拉伸試驗每一段包含有三個參數，分別為起始力（KN）、結束力(KN)、拉伸時間（S）。此每段三個參數的含義為在設定的拉伸時間內，對材料施加力，使得材料承受力由起始力均勻變化到結束力。用戶可以設定 1-8 段。試驗開始時，從第一段開始，依次對材料進行試驗。當所有段數執行完畢後，本次拉伸試驗結束。

2）耐受試驗

耐受試驗也是材料試驗中十分常見的一種試驗方式，其用於測試材料的抗疲勞特性，此試驗進行的試驗時間比較長。該試驗方式下，用戶設定的試驗參數包括加載速度(KN/S)、加載負荷(KN)、保壓時間(h)、數據記錄時間(Min)。用戶配置參數的含義為將材料按照設定的加載速度進行加載，加載到設定的加載負荷後，保持此加載負荷設定的保壓時間。保壓時間到後，此耐受試驗結束。如果在保壓時間沒到情況下，材料被拉斷，則說明材料耐受特性不合格。考慮到耐受試驗進行時間比較長（一般以小時計），此處包含數據記錄時間，該參數以分鍾為單位，表示每隔該設定的時間便更新記錄當前試驗情況，以防意外因素（比如說停電）中止該試驗後，下次可以調取記錄，在此試驗的基礎上繼續進行試驗。

3）加載至設定力-繼續加載試驗 

加載至設定力-繼續加載試驗方式是多級加載試驗，其亦用於測試材料的最大抗拉強度。該試驗方式下用戶需要配置的參數有力加載速度(KN/S)和力保持負荷（KN），除此之外，該試驗方式還需要配合繼續試驗按鈕的使用。試驗開始前，用戶配置好加載速度和保持負荷後，開始進行材料試驗，繼續按鍵被禁能，試驗機控製軟件按照設置的力加載速度對材料施加力，當達到設定的力保持負荷後，繼續按鍵被使能，此時用戶可以設置新的力加載速度和力保持負荷，點擊繼續按鍵繼續進行試驗。此試驗方式可以這樣不斷的進行下去，直到材料被拉斷或者人為的中止試驗。

4）循環卸載試驗 

該試驗方式用於測試材料的韌性和抗疲勞性。該試驗方式的配置參數有力加載速率(KN/S)，設定力值(KN)，循環次數。該組參數的含義為以設定的力加載速率對材料進行拉伸，達到設定力值後，試驗機拉頭回到起始位置，使得材料不再承受拉力。當材料回到起始位置後，並在此按照力加載速率進行拉伸，達到設定力值後，並再次回退到起始位置，這樣一直反複試驗，直至試驗次數達到設定的循環次數為止。

2、實時曲線和數據顯示功能

實時曲線是拉力實驗機不可缺少的功能，曲線類型一般包括材料力-時間曲線、材料力-材料形變曲線、材料形變-時間曲線等。當開啟試驗時，根據實際的試驗狀態，實時的進行曲線的繪製。除此之外，實時曲線還必須具備曲線放大、曲線保存、曲線打印等功能。通過對實時曲線進行分析，用戶可以得到試驗材料的性能參數，比如材料屈服強度、材料彈性模量、規定比例壓縮強度、規定非比例壓縮強度等等指標。此外，實時曲線也用於試驗控製參數的設置過程中，操作人員通過觀察當前實時曲線與控製目標的差別，來調整控製參數。實時數據顯示功能可以使得試驗機操作人員更加直觀的監控當前材料試驗的狀態，其以實時浮點數的形式顯示當前材料承受力、當前材料形變量以及試驗過程中最大材料承受力值。此外，實時數據顯示功能還用於力和位移的校正階段，驗證力和位移的校正精度。實時曲線和實時數據顯示功能是試驗機軟件中的試驗監控部分，它是供用戶分析材料性能、監控試驗狀態的接口。

3  拉力實驗機報表總結功能

當拉力實驗機材料試驗完成之後，試驗機操作人員需要記錄當前試驗的相關信息，需要記錄的信息有試驗時間、試驗編號、試驗人員、試驗材料、試驗材料性能指標等等。試驗機報表功能便提供了進行試驗總結的接口，使得用戶可以將試驗相關信息記錄的硬盤文件當中，以便以後可以調取或者打印分析。