拉力试验机在测试过程中出现拉力不变但速度加快的现象,通常与设备控制模式、材料特性或系统误差有关。以下是可能的原因及解决方案:
FR发瑞拉力试验机
一、核心原因分析
1. 控制模式切换
力控制模式(Force Control):
当设定为恒定拉力(如100N)时,设备会自动调节横梁速度以维持该力值。
示例:若试样进入塑性变形阶段(如金属屈服后),材料抵抗变形的能力下降,设备会加快横梁移动速度以保持拉力恒定。
典型表现:拉力曲线平稳,位移速度突然上升(见图1)。
2. 材料特性影响
屈服后软化:某些材料(如低碳钢、聚合物)在屈服点后发生颈缩,局部变形阻力降低,设备需加速移动以维持设定拉力。
蠕变效应:长时间恒定拉力下,材料内部结构滑移导致变形速率逐渐加快(需区分于设备故障)。
3. 设备系统误差
传感器反馈延迟:力值信号处理滞后,导致控制系统误判并加速修正。
传动系统打滑:丝杠/皮带磨损时,实际位移与电机转速不匹配,表现为“虚假加速”。
二、诊断与解决方法
现象可能原因排查步骤解决方案
拉力恒定,速度阶跃式加快材料屈服或颈缩检查应力-应变曲线是否进入塑性阶段切换为位移控制模式(Position Control)或应变控制模式(Strain Control)
速度持续缓慢上升蠕变效应对比不同时间段的位移数据,观察是否呈指数增长使用带蠕变补偿功能的控制器,或缩短单次测试时长
速度无规律波动传感器/传动系统故障1. 校准力传感器;
2. 检查丝杠润滑和皮带张力更换传感器或维修传动部件,必要时联系厂家检修
三、操作建议
模式选择
研究弹性阶段:用位移控制(固定速度)。
模拟恒定载荷:用力控制,但需预测试样变形特性。
参数设置
在力控制模式下,设置速度上限(如5 mm/min),防止失控加速。
启用实时监控,当速度偏差>10%时触发报警。
设备维护
每月检查传动系统(丝杠反向间隙≤0.01mm)。
每年校准力传感器和位移编码器(符合ISO 7500-1标准)。
四、工程实例
案例:某金属拉伸测试中,设定恒定拉力50kN,速度从1 mm/min突然升至3 mm/min。
原因分析:试样在50kN时进入屈服阶段,横梁需加速以维持拉力。
解决方案:改用位移控制模式,重新测试以获得准确屈服点数据。
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