拉力機(jī)是一種用于測試材料拉伸、壓縮、彎曲、剪切等力學(xué)性能的精密儀器，廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、橡膠、紡織品、復(fù)合材料等行業(yè)的質(zhì)量控制與研發(fā)。其核心原理是通過施加可控載荷，測量材料的變形和斷裂行為，獲取強(qiáng)度、彈性模量等關(guān)鍵參數(shù)。

1. 設(shè)備核心結(jié)構(gòu)與組成

（1）機(jī)械框架

• 單柱式：適用于小載荷（一般≤5kN），結(jié)構(gòu)緊湊，成本低。

• 雙柱式：穩(wěn)定性高，適合大載荷（可達(dá)1000kN以上）。

• 門式（落地式）：超大空間，用于測試長尺寸樣品（如鋼筋、管道）。

（2）動力系統(tǒng)

• 伺服電機(jī)驅(qū)動：精密控制加載速度（0.001~500mm/min）。

• 液壓驅(qū)動：用于超高載荷（如100kN以上）。

（3）測力與變形傳感器

• 負(fù)荷傳感器：測量試樣所受拉力/壓力（精度±0.5%以內(nèi)）。

• 引伸計(jì)：直接測量試樣標(biāo)距內(nèi)的變形量（微應(yīng)變級精度）。

（4）夾具系統(tǒng)

• 拉伸夾具：平口夾具、螺紋夾具、線材夾具等。

• 壓縮夾具：平板、彎曲支座等。

• 特殊夾具：如剝離夾具、剪切夾具。

（5）控制系統(tǒng)與軟件

• PC或觸摸屏控制：設(shè)定測試速度、停止條件等。

• 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線，計(jì)算彈性模量、屈服強(qiáng)度等參數(shù)。

2. 工作原理（以拉伸測試為例）

1. 試樣制備：按標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM D638、ISO 527）加工樣品。

2. 裝夾試樣：將試樣兩端固定在上下夾具中，確保對中。

3. 預(yù)加載：施加微小初載（如5N）消除間隙。

4. 加載測試：

   • 橫梁以恒定速度移動，拉伸試樣。

   • 傳感器實(shí)時(shí)記錄載荷（F）和位移（ΔL）。

5. 數(shù)據(jù)采集與分析：

   • 彈性階段：計(jì)算彈性模量（E=應(yīng)力/應(yīng)變）。

   • 屈服階段：識別屈服點(diǎn)（如Rp0.2）。

   • 斷裂階段：記錄最大抗拉強(qiáng)度（UTS）和斷裂伸長率。

6. 生成報(bào)告：輸出力-位移曲線和關(guān)鍵參數(shù)表格。

3. 關(guān)鍵測試參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

4. 拉力機(jī)分類

（1）按加載方式

• 電子式拉力機(jī)：伺服電機(jī)驅(qū)動，精度高（±0.5%），適合常規(guī)測試。

• 液壓式拉力機(jī)：大載荷（≥100kN），用于金屬、混凝土等。

（2）按功能擴(kuò)展

• 萬能試驗(yàn)機(jī)：可切換拉伸、壓縮、彎曲、剪切模式。

• 專用試驗(yàn)機(jī)：如線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、剝離強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)。

（3）按自動化程度

• 手動型：人工裝樣、記錄數(shù)據(jù)（低成本）。

• 全自動型：機(jī)械臂自動換樣，批量測試（如汽車零部件廠）。

5. 應(yīng)用領(lǐng)域

• 金屬行業(yè)：鋼材、鋁合金的力學(xué)性能測試。

• 塑料與橡膠：拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率測試。

• 紡織品：纖維、織物的撕破強(qiáng)力測試。

• 電子元件：焊點(diǎn)拉力、PCB板彎曲測試。