电子万能试验机系统构成与工作原理全景解析

　　系统构成

　　主机结构

　　采用门式双空间框架设计，由上横梁、活动横梁、工作台、立柱及滚珠丝杠副构成。立柱提供刚性支撑，滚珠丝杠副将伺服电机的旋转运动转化为活动横梁的直线运动，实现试样的加载。夹持系统（拉伸夹头、压缩/弯曲试验台）固定试样，确保试验过程中试样与加载轴线对齐。

　　动力与传动系统

　　以交流伺服电机为核心，通过减速器、同步带轮驱动滚珠丝杠副，实现无级调速（0.05~500mm/min）。伺服系统具备高响应速度与精度，确保加载过程的稳定性。

　　测量与控制系统

　　力测量：采用高精度应变式负荷传感器，量程覆盖5kN至1000kN，精度优于±1%，实时监测试验力并转换为电信号。

　　位移测量：光电编码器安装在丝杠端部，通过脉冲计数实现位移闭环控制，分辨率达0.01mm。

　　变形测量：引伸计夹持在试样标距段，测量轴向变形，精度±0.5%。

　　控制系统：以工业计算机或PLC为核心，集成位移、力、变形三闭环控制算法，支持恒速率加载（CRL）、恒应力速率（CSR）等模式。

　　软件与数据处理系统

　　基于Windows平台的专用软件实现试验参数设置、曲线实时显示、数据自动处理（如弹性模量、屈服强度计算）及报告生成。支持多曲线叠加、局部放大、数据导出至Excel等功能。

　　工作原理

　　试验准备

　　安装试样并调整夹具位置，设置试验参数（如加载速度、目标力值）。软件初始化后，伺服电机驱动活动横梁移动至初始位置。

　　加载过程

　　控制系统根据预设模式（如位移控制）输出指令，伺服电机驱动滚珠丝杠副带动活动横梁运动，对试样施加拉伸、压缩或弯曲力。负荷传感器与位移编码器实时反馈信号，形成闭环控制，确保加载精度。

　　数据采集与处理

　　试验过程中，软件同步采集力、位移、变形数据，绘制应力-应变曲线。试样断裂或达到预设条件时，系统自动停机并保存数据。

　　结果输出

　　软件自动计算抗拉强度、屈服点等参数，生成符合ISO、ASTM等标准的试验报告，支持打印或电子传输。

　　技术优势

　　高精度：三闭环控制与高分辨率传感器确保试验数据准确性。

　　多功能性：支持拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种试验模式，适配金属、非金属及复合材料。

　　自动化：从参数设置到报告生成全流程自动化，提升效率。

　　安全性：集成过载保护、限位保护等机制，防止设备损坏。

　　电子万能试验机通过机电一体化设计与智能控制技术，为材料力学性能测试提供了高效、精准的解决方案，广泛应用于航空航天、汽车制造、科研院所等领域。