電子(zi)(zi)拉(la)力試驗(yan)機可以在受控(kong)的(de)速度下(xia)對(dui)塑料樣條進行(xing)伸展、彎曲(qu)、壓縮或穿刺，直至它(ta)們斷(duan)裂。它(ta)們是(shi)在塑料配混廠(chang)家實驗(yan)室中(zhong)為常見的(de)儀(yi)器。這些廠(chang)家在混料開發過程中(zhong)利(li)用電子(zi)(zi)拉(la)力機，以確定(ding)材料對(dui)于某一(yi)工藝(yi)和終(zhong)端用途(tu)的(de)適用性。

電子(zi)拉力(li)試(shi)驗機今(jin)天也越來(lai)越經常地(di)出現(xian)在塑(su)料(liao)(liao)注(zhu)塑(su)和(he)擠出業者的(de)實驗室中。一(yi)個(ge)原(yuan)(yuan)因是(shi)它們被越來(lai)越多地(di)應用于前沿產品(pin)與工(gong)藝開發。另(ling)一(yi)個(ge)原(yuan)(yuan)因是(shi)它們對進料(liao)(liao)和(he)成品(pin)的(de)質量控制進行(xing)更為嚴格(ge)的(de)監(jian)測(ce)(ce)。許多OEM廠家，特別是(shi)那些(xie)醫療(liao)裝置或汽車領(ling)域的(de)，需(xu)要塑(su)料(liao)(liao)加工(gong)商在生產運轉結束時自行(xing)進行(xing)測(ce)(ce)試(shi)。內部測(ce)(ce)試(shi)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)原(yuan)(yuan)因是(shi)改善工(gong)藝控制，這能降低廢品(pin)率和(he)實現(xian)真正的(de)回報。

形形色(se)色(se)的測試(shi)

電(dian)子拉力試驗(yan)機由一根（單臂(bei)）或(huo)兩根（門式(shi)）垂直的承載柱所組成，它安裝(zhuang)在一個固定水(shui)平(ping)基板上，頂部是(shi)一個活動(dong)的水(shui)平(ping)橫梁(liang)(liang)。在當今的大部分電(dian)子拉力機中，支柱通常是(shi)由絲杠驅動(dong)，來確定活動(dong)橫梁(liang)(liang)的位置(zhi)。

電(dian)子拉(la)力試(shi)(shi)驗機的規格(ge)由框架能(neng)夠承受的大(da)負載和承載單(dan)元的大(da)負載結(jie)合起來進(jin)行表示(shi)。負載單(dan)元安裝在電(dian)機驅動(dong)(dong)或(huo)油壓驅動(dong)(dong)的移動(dong)(dong)橫梁上。與夾(jia)具相連的承載單(dan)元測(ce)量力，可以從數字顯示(shi)或(huo)電(dian)腦上讀(du)數。許多(duo)電(dian)子拉(la)力試(shi)(shi)驗機具有(you)可互換的傳感器，從而能(neng)與待(dai)測(ce)試(shi)(shi)材料匹配(pei)。

為了誘(you)(you)發(fa)塑料的(de)應(ying)變(bian)，電子拉力(li)(li)(li)機(ji)在樣(yang)板(ban)上施加了力(li)(li)(li)。拉伸、彎曲、壓(ya)縮或(huo)剪(jian)切方面的(de)特殊(shu)測試(shi)按照樣(yang)板(ban)中(zhong)誘(you)(you)發(fa)應(ying)變(bian)的(de)方向(xiang)和(he)施力(li)(li)(li)的(de)速(su)度而(er)被分類(lei)。由標準的(de)機(ji)電式電子拉力(li)(li)(li)試(shi)驗機(ji)來(lai)完成(cheng)基礎測試(shi)。它們通常要在0.1mm/min至500mm/min的(de)速(su)度范圍中(zhong)加載(zai)，不同的(de)材料要求不同的(de)測試(shi)速(su)度。破裂成(cheng)長(chang)和(he)疲(pi)勞等動態(tai)和(he)循環測試(shi)一般是(shi)在很長(chang)的(de)時(shi)段(duan)內，需要在載(zai)荷較(jiao)低的(de)伺服油壓(ya)電子拉力(li)(li)(li)機(ji)之上完成(cheng)的(de)。

早期(qi)的(de)電子拉力試(shi)驗(yan)機都有指(zhi)針和圖表記錄器(qi)。它們現在已(yi)經*被數控(kong)器(qi)和電腦軟件所代(dai)替。新型(xing)控(kong)制器(qi)可以(yi)自動測試(shi)，并顯示出相(xiang)應數據，甚(shen)至(zhi)測試(shi)進行中可以(yi)即(ji)時顯示應力應變曲線。減輕了實驗(yan)員計算的(de)工作量。

電子拉(la)(la)力(li)試驗機針對塑料的(de)測試至今普通的(de)是拉(la)(la)伸強度(du)與(yu)模(mo)量、彎曲強度(du)與(yu)模(mo)量。對于(yu)ASTMD638和ISO527規定的(de)拉(la)(la)伸測試，試樣的(de)兩端被(bei)夾住。一個夾具固(gu)定，另一個在(zai)橫梁中，從固(gu)定夾具處移開，拉(la)(la)住試樣，直至其斷裂，隨后橫梁會(hui)自動停下來。

把試(shi)樣(yang)放在(zai)(zai)測(ce)(ce)試(shi)機固定(ding)底座上(shang)的(de)(de)(de)兩個(ge)支(zhi)撐上(shang)，進行彎(wan)(wan)曲測(ce)(ce)試(shi)（ASTMD790、D6272和ISO178）。為了(le)這個(ge)測(ce)(ce)試(shi)，橫(heng)梁(liang)的(de)(de)(de)運動方向與拉伸(shen)測(ce)(ce)試(shi)的(de)(de)(de)相反，推著而不(bu)是拖著試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)非有(you)支(zhi)撐的(de)(de)(de)中(zhong)央，直(zhi)至其彎(wan)(wan)曲并有(you)可(ke)能斷裂(lie)。在(zai)(zai)國內，因為很多(duo)熱塑(su)性(xing)塑(su)料在(zai)(zai)這個(ge)測(ce)(ce)試(shi)中(zhong)不(bu)會斷裂(lie)，按標準(zhun)測(ce)(ce)試(shi)方法需要(yao)計算(suan)撓度達到厚度1.5倍時的(de)(de)(de)彎(wan)(wan)曲應(ying)力，常用的(de)(de)(de)是對(dui)4mm厚的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)彎(wan)(wan)曲撓度6mm。

試(shi)樣如何(he)保持(chi)在(zai)儀器底部是(shi)重(zhong)要的(de)，因(yin)為(wei)不(bu)同類型的(de)測試(shi)需要不(bu)同的(de)夾(jia)具(ju)(ju)。更換(huan)夾(jia)具(ju)(ju)不(bu)但很難保持(chi)位置的(de)一致性(xing)(xing)（這經常影響測試(shi)結果），而且也(ye)容易碰壞嬌貴(gui)的(de)部分—傳感器，對實(shi)驗(yan)(yan)員(yuan)力氣(qi)也(ye)是(shi)考(kao)驗(yan)(yan)，很多女(nv)性(xing)(xing)難以完成這項工作(zuo)。而且夾(jia)具(ju)(ju)的(de)價錢有幾百(bai)元的(de)，也(ye)有油壓操作(zuo)的(de)夾(jia)具(ju)(ju)貴(gui)至上千元。所以，盡(jin)量(liang)少換(huan)夾(jia)具(ju)(ju)。有的(de)電子拉(la)(la)力試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)如XJ858材料試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)，三點式彎(wan)曲夾(jia)具(ju)(ju)和拉(la)(la)伸夾(jia)具(ju)(ju)設(she)計在(zai)一起(qi)，就(jiu)減(jian)少了更換(huan)夾(jia)具(ju)(ju)的(de)過(guo)程。

機電式電子拉(la)力試驗機

常(chang)用(yong)(yong)機(ji)電式(shi)裝置(zhi)的負載能(neng)力從幾十到數十萬牛頓(dun)。規格越(yue)大(da)，成本就越(yue)高(gao)。無論(lun)是(shi)(shi)單(dan)柱式(shi)還是(shi)(shi)門(men)式(shi)，測試塑料常(chang)用(yong)(yong)的儀器(qi)是(shi)(shi)立(li)(li)式(shi)臺頂裝置(zhi)。相(xiang)同原理(li)適用(yong)(yong)于臥式(shi)儀器(qi)，它(ta)們主(zhu)要被轉(zhuan)用(yong)(yong)至利用(yong)(yong)機(ji)械(xie)手連續(xu)處(chu)理(li)試樣(yang)的自動化工藝中。立(li)(li)式(shi)儀器(qi)占(zhan)地較(jiao)少，也較(jiao)易于操作(zuo)。

單(dan)柱式電(dian)子(zi)拉(la)(la)力(li)試(shi)(shi)驗(yan)機(ji)有(you)著較(jiao)低的(de)(de)(de)受力(li)程度和較(jiao)低的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)。它(ta)們負(fu)(fu)(fu)(fu)載(zai)能力(li)為(wei)5000牛(niu)頓(dun)(dun)。門式電(dian)子(zi)拉(la)(la)力(li)機(ji)的(de)(de)(de)機(ji)架負(fu)(fu)(fu)(fu)載(zai)能力(li)可達5000至1000000牛(niu)頓(dun)(dun)。負(fu)(fu)(fu)(fu)載(zai)單(dan)元(yuan)也為(wei)一(yi)定大的(de)(de)(de)力(li)而被分級，這(zhe)個(ge)力(li)應當(dang)適合于電(dian)子(zi)拉(la)(la)力(li)試(shi)(shi)驗(yan)機(ji)機(ji)架和試(shi)(shi)樣。例(li)如，放在1000牛(niu)頓(dun)(dun)機(ji)架的(de)(de)(de)100牛(niu)頓(dun)(dun)負(fu)(fu)(fu)(fu)載(zai)單(dan)元(yuan)能進行拉(la)(la)力(li)達100牛(niu)頓(dun)(dun)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)試(shi)(shi)。負(fu)(fu)(fu)(fu)載(zai)單(dan)元(yuan)的(de)(de)(de)能力(li)不應當(dang)超出試(shi)(shi)樣估計的(de)(de)(de)斷裂(lie)負(fu)(fu)(fu)(fu)載(zai)太多，否(fou)則會(hui)破壞測(ce)(ce)量準確度。以重量計，測(ce)(ce)試(shi)(shi)數克的(de)(de)(de)東西(xi)要(yao)使(shi)用天平(ping)，數十公斤的(de)(de)(de)東西(xi)要(yao)使(shi)用磅(bang)秤(cheng)，如果使(shi)用磅(bang)秤(cheng)測(ce)(ce)試(shi)(shi)幾(ji)克的(de)(de)(de)東西(xi)，誤(wu)差(cha)會(hui)有(you)幾(ji)倍，失(shi)去了測(ce)(ce)試(shi)(shi)的(de)(de)(de)意義(yi)。

塑料(liao)測試(shi)中被(bei)為普遍使用的儀(yi)器是(shi)機架負載(zai)能(neng)力在1000至5000牛頓(dun)的單柱電子拉(la)力試(shi)驗機。對(dui)于填充(chong)和增強型塑料(liao)，經(jing)常需要機架負載(zai)能(neng)力為20000牛頓(dun)的儀(yi)器。

如果(guo)用戶想(xiang)購(gou)買(mai)一臺負載能力遠遠超出(chu)(chu)需(xu)要(yao)的(de)(de)儀(yi)器，將不僅要(yao)付(fu)出(chu)(chu)更多的(de)(de)現金，犧牲部分精度，而(er)且還要(yao)在測試(shi)時間(jian)方面有所(suo)支出(chu)(chu)。較大型的(de)(de)儀(yi)器運行得較慢。例如，機架(jia)負載能力為5000牛頓的(de)(de)儀(yi)器通常以(yi)(yi)100mm/min的(de)(de)速度運轉，而(er)500000牛頓的(de)(de)儀(yi)器以(yi)(yi)20mm/min的(de)(de)速度運轉。

單柱式(shi)還(huan)是門式(shi)？

需要(yao)多少的(de)大(da)負載(zai)根(gen)據所測試(shi)的(de)材料之類型而(er)定，并且是在決定選擇單柱式機還是門式的(de)時候要(yao)考慮的(de)重要(yao)問題之一(yi)。還要(yao)考慮是否需要(yao)一(yi)個在受(shou)控溫度下測試(shi)用得(de)上的(de)環境分隔間。門式裝置(zhi)較(jiao)高(gao)，能讓(rang)較(jiao)大(da)的(de)試(shi)樣和較(jiao)大(da)的(de)加熱(re)柜(ju)被插入到支柱之間。如果你將對泡沫進行(xing)任何(he)的(de)壓縮測試(shi)，因為試(shi)樣往(wang)往(wang)很大(da)，一(yi)般需要(yao)門式裝置(zhi)。

門式(shi)儀(yi)器較為硬實(shi)，所以在(zai)測試(shi)過程中撓度是單(dan)臂(bei)的(de)二分(fen)之(zhi)一(yi)。后就是成本(ben)上的(de)差別。單(dan)柱式(shi)電(dian)子拉力試(shi)驗機價格(ge)(ge)可能只(zhi)是20000-30000元，而門式(shi)的(de)款(kuan)式(shi)通常價格(ge)(ge)范圍在(zai)30000至60000元之(zhi)間。這些價格(ge)(ge)只(zhi)是儀(yi)器的(de)。電(dian)腦型的(de)需要電(dian)腦成本(ben)，夾具又(you)是另外一(yi)筆分(fen)開(kai)的(de)成本(ben)，安裝與培訓也是如(ru)此。如(ru)果需要特(te)殊溫度的(de)加熱腔，它(ta)一(yi)般售價在(zai)8000至20000元之(zhi)間。

軟件上的進(jin)展

電子(zi)拉力試驗機在機電方面的設計相(xiang)對(dui)成熟。新進(jin)展是(shi)在控(kong)制軟件(jian)(jian)上(shang)的。先進(jin)的電腦軟件(jian)(jian)提供了更高(gao)的生(sheng)產力和(he)度(du)，并較容易被使用。這些(xie)軟件(jian)(jian)增(zeng)多(duo)了一(yi)定(ding)程度(du)的可重復性，這是(shi)以前不曾有的。

對(dui)于搞科(ke)研的用戶來說，不能只是(shi)依賴于在斷裂點(dian)的讀數(shu)，科(ke)研人(ren)員現(xian)在可以通(tong)過物性測試(shi)來發現(xian)發生了什(shen)么。在斷裂前材(cai)料是(shi)否伸長了或(huo)者(zhe)變(bian)形(xing)了？它的變(bian)形(xing)是(shi)否與應力成比(bi)例？答案能有助于他們評(ping)估(gu)材(cai)料、確定安全裕度和更(geng)好地模(mo)擬終端(duan)使用。對(dui)于一般(ban)企業(ye)，則不需(xu)要(yao)這些數(shu)據。

新(xin)電腦軟件使測(ce)試(shi)、數據(ju)(ju)收集、分析(xi)、報告輸出、數據(ju)(ju)儲(chu)存和恢復都能自動完成。使用(yong)者能讓儀器在一(yi)定負載(zai)速(su)率下運行，系統將自動調(diao)節橫梁的速(su)度(du)。

新(xin)軟件也令使用者能通過位(wei)置感應(ying)(ying)器(qi)獲得測(ce)試(shi)過程中張力(li)的(de)(de)真實值，感應(ying)(ying)器(qi)測(ce)量出(chu)橫(heng)梁已(yi)經移動(dong)的(de)(de)距離。試(shi)樣長(chang)度變化除以(yi)其原始長(chang)度就得出(chu)了自(zi)動(dong)應(ying)(ying)變結果。新(xin)軟件也能實現更(geng)換感應(ying)(ying)器(qi)時負(fu)載(zai)單(dan)元(yuan)的(de)(de)自(zi)動(dong)核對(dui)與校準。它“閱讀”負(fu)載(zai)單(dan)元(yuan)上的(de)(de)電子(zi)件，并建(jian)立(li)起參數(shu)，不再需(xu)要(yao)以(yi)前由操作者完成的(de)(de)機械式(shi)修正(zheng)。

數(shu)(shu)據采集較(jiao)快的較(jiao)新軟件(jian)能更(geng)為地獲(huo)取(qu)負載峰值，并在較(jiao)高速(su)下或負載波動時更(geng)為詳細地檢查拉力/應變曲線。典(dian)型的數(shu)(shu)據采集速(su)度約為50Hz,（每秒鐘讀數(shu)(shu)50次），盡(jin)管取(qu)樣(yang)速(su)度可以(yi)達到5kHz。

新驅動的(de)電(dian)子(zi)拉(la)力試驗(yan)機比那(nei)些已經用了10多年(nian)的(de)帶(dai)數字(zi)控制(zhi)板的(de)儀器(qi)更為便宜。電(dian)腦(nao)新款式有(you)著較簡(jian)單(dan)的(de)控制(zhi)，經常不用具有(you)圖(tu)表(biao)式讀取的(de)數字(zi)顯(xian)示(shi)器(qi)。基于微型電(dian)腦(nao)的(de)電(dian)子(zi)拉(la)力機現在(zai)驅動著整個操作(zuo)，因不用數字(zi)顯(xian)示(shi)器(qi)和一些電(dian)子(zi)元件(jian)，從(cong)而能把(ba)成(cheng)本(ben)弄下來。