抗压强度测量试验机技术改进及应用

　　1　前言

　　目前,对材料的产品质量检验、生产过程质量控制、材料科学研究及教学试验中,都必须运用试验机对材料进行力学性能测试。其中抗压强度测量是其中 的一项重要任务,特别是在建材行业如水泥、烧砖、混凝土和家具行业的家具表面抗压强度是一项极其重要指标。国产及进口的各类试验机大多为手工控制操作,试 验数据的来源是通过弹性变形机构直接表现在刻度盘上,一般直接从刻度盘上读出,弹性变形机构随季节、温度等外部条件因素变化大,因而表现出来的误差较大, 无法定量的满足GB22887标准要求,研制一种适用于抗压性能的材料试验机加载装置,为材料检测的准确、客观及公正提供技术保障,为质量监督部门和材料 用户的提供一种经济、实用的手段,笔者所研究的材料抗压试验机的加载装置,主要用于量程在0~400kN范围,通过与电子仪器组成的载荷系统配合使用一起 构成抗压材料试验机,该装置也适合于传统的材料试验机的改造,具有使整台仪器具有智能化、准确的特点。该装置的主要特点是具有储能、蓄能的功能,使能量在 材料试验过程中得到缓慢释放,便于电子仪器捕捉材料的极限应力值。

　　2　传统压力机压头结构[1]

　　传统压力试验机的压头结构及布局如图1,传统的压力机的工作原理为:由于压力试验机的主要作用是测试材料的抗压强度,设计时主要通过液压系统从 进油管11处供高压油,推动活塞缸10向上运动,通过联接装置5及下压头4压向试样3,试样同时把应力传递给传感器2,系统将压应力信号通过一系列的信号 调理、放大后传递给压应力采集系统,从而完成1次试验过程。从上面的工作过程可以看出:液压系统从进油管11处供高压油的流量速度直接决定活塞杆的运动快 慢,对于系统来说,若被测试的是弹性材料,测试的过程中下压头有一定的惯性冲击在试样上,试样把所受到的冲击应力传递给传感器,传感器采集到的压应力这时 也表现出一定的波动,若弹性材料的抗压极限低于惯性冲击应力,这时材料试验机就不能真实测出材料的抗压极限值,所以试验机在开始试验时供油流量不能太大; 太小活塞杆的上升速度太低,试验时间长,电子采集系统采集到大量的无用数据,若系统是单片机系统其本身的数据储存量就十分有限,可见,必须缩短测试时间, 加快供油流量,提高活塞杆的运动速度,从而必须改进加压装置。若被测试的是脆性材料,测试的过程中下压头也有一定的惯性冲击在试样上,若试样所受到的冲击 力不足以破坏试样,这时试样同样把压应力传递给传感器,传感器采集到的压应力同样也表现出一定的波动,然后液压系统不断加压,一直到材料破碎,这时传感器 采集大量的数据,供采集系统、数据处理系统处理,但试验时间也加长,加重了系统处理数据的负担;若脆性材料的抗压极限低于惯性冲击力,这时材料试验机就不 能测出材料的抗压极限值,此时传感器采集的数据为惯性冲击力,不能采集到材料的抗压应力极限值。