復合材料拉伸試驗機是專門用于評估復合材料力學性能的關鍵設備,其工作流程嚴謹且系統(tǒng)化,具體包含以下環(huán)節(jié):
1.試樣制備與安裝
根據國際或行業(yè)標準(如ASTM、ISO規(guī)范)切割或成型均勻的啞鈴狀、矩形等形狀的試樣,確保尺寸精度符合要求。使用專用夾具固定試樣兩端,調整間距以適配不同標距需求,同時保證試樣軸線與加載方向嚴格對齊,避免偏斜導致應力分布不均。部分機型配備自動定心功能,可進一步提升裝夾效率與準確性。
2.參數(shù)預設與環(huán)境調控
操作人員通過觸控屏或計算機軟件設定試驗速度、最大載荷限值、數(shù)據采集頻率等關鍵參數(shù),并可選擇恒定速率控制模式(如位移控制或應力控制)。若需模擬實際工況,還可聯(lián)動環(huán)境箱進行高低溫、濕度循環(huán)等條件疊加測試,以探究復合材料在復雜環(huán)境下的性能變化規(guī)律。
啟動前執(zhí)行微小預加載程序,消除系統(tǒng)間隙并確認夾具緊固狀態(tài)正常。隨后進行傳感器歸零校準,確保初始讀數(shù)無偏移;同時檢查應變引伸計是否精準接觸試樣表面,為后續(xù)形變測量提供可靠基準。此步驟有效排除設備自身誤差對結果的影響。
4.正式加載與動態(tài)監(jiān)測
按照設定方案勻速施加拉力,過程中實時采集力值、位移、時間等原始數(shù)據流。高精度負荷傳感器將模擬信號轉化為數(shù)字量傳輸至處理器,同步記錄應力-應變曲線演變過程。對于具有各向異性特點的復合材料,可通過多通道數(shù)據采集系統(tǒng)分別追蹤縱向、橫向及剪切方向的響應特性。
5.失效判定與應急響應
當檢測到載荷驟降、位移突變或達到預設斷裂判據時,系統(tǒng)自動觸發(fā)停機保護機制,防止過度變形損壞設備。此時保存完整的斷裂能、屈服強度等特征指標,并標記試樣破壞形態(tài)(如纖維拔出、基體開裂或界面脫粘),為失效模式分析提供直觀依據。
6.復合材料拉伸試驗機數(shù)據處理與報告生成
內置算法自動計算抗拉強度、彈性模量、延伸率等核心指標,結合用戶自定義公式完成定制化分析。生成包含原始數(shù)據、特征圖譜及統(tǒng)計分析結果的結構化報告,支持導出Excel/PDF格式供科研論文撰寫或質量管控存檔。部分儀器還具備歷史數(shù)據對比功能,便于追蹤材料批次穩(wěn)定性差異。
7.后處理與設備維護
試驗結束后卸載殘余應力,清理碎屑并檢查夾具磨損情況。定期校驗傳感器線性度、核查機械傳動部件潤滑狀態(tài),確保長期運行下的測量重復性與可靠性。針對特殊介質浸泡后的腐蝕性試樣,需及時清潔密封組件以避免腐蝕擴散影響后續(xù)實驗精度。
該流程通過標準化操作與智能化控制,全面覆蓋從試樣準備到數(shù)據分析的全生命周期管理,為復合材料的研發(fā)優(yōu)化、工藝驗證及質量控制提供量化支撐。
