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- 加載系統(tǒng)
- 液壓加載裝置：
- 對(duì)于一些大型或需要高壓力測(cè)試的海綿壓縮變形試驗(yàn)機(jī)，液壓加載系統(tǒng)是常用的方式。它主要由液壓泵、液壓缸、液壓閥等部件組成。液壓泵將液壓油輸送到液壓缸，通過(guò)液壓閥控制油液的流量和方向，從而使液壓缸的活塞產(chǎn)生壓力，作用在海綿試樣上。這種加載方式可以提供較大且穩(wěn)定的壓力，壓力范圍可以從幾 kN 到數(shù)百 kN 不等，能夠滿足不同硬度和厚度海綿的測(cè)試需求。
- 例如，在測(cè)試高密度工業(yè)海綿的壓縮性能時(shí)，液壓加載系統(tǒng)可以精確地施加較大的壓力，模擬海綿在實(shí)際使用過(guò)程中可能承受的重載情況。
- 氣壓加載裝置：
- 氣壓加載系統(tǒng)相對(duì)液壓系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，主要由空氣壓縮機(jī)、氣缸、氣閥等組成?？諝鈮嚎s機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，通過(guò)氣閥將空氣輸送到氣缸，推動(dòng)活塞對(duì)海綿試樣施加壓力。氣壓加載的優(yōu)點(diǎn)是壓力變化相對(duì)比較平緩，適合模擬一些較為溫和的壓縮環(huán)境。其壓力范圍一般在幾十 N 到數(shù)千 N 之間，適用于對(duì)壓力要求不是特別高的海綿測(cè)試，如一些用于包裝或輕型家居用品的海綿。
- 例如，在測(cè)試用于禮品包裝的海綿的壓縮變形時(shí)，氣壓加載裝置可以在較低的壓力下進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)也便于快速調(diào)整壓力大小。
- 試樣夾具
- 上下夾具板：
- 夾具通常包括上下兩塊平板，一般采用金屬材料制成，如不銹鋼或硬質(zhì)鋁合金。平板的表面需要平整光滑，以確保海綿試樣在測(cè)試過(guò)程中能夠均勻受力。夾具板的尺寸要根據(jù)試樣的大小來(lái)設(shè)計(jì)，一般有多種規(guī)格可供選擇，例如可以固定邊長(zhǎng)為 50mm - 200mm 的方形海綿試樣或直徑為 50mm - 150mm 的圓形海綿試樣。
- 為了防止海綿在測(cè)試過(guò)程中滑動(dòng)，夾具板的表面可能會(huì)有一些防滑紋路或者采用特殊的涂層處理。在一些高精度的試驗(yàn)機(jī)中，夾具板還會(huì)配備微調(diào)裝置，用于精確調(diào)整上下夾具之間的平行度，保證海綿在壓縮過(guò)程中各處的受力均勻一致。
- 夾緊機(jī)構(gòu)：
- 夾緊機(jī)構(gòu)用于固定海綿試樣，使其在測(cè)試過(guò)程中不會(huì)發(fā)生位移。常見(jiàn)的夾緊方式有螺栓緊固、氣動(dòng)夾緊和液壓夾緊等。螺栓緊固方式是通過(guò)旋轉(zhuǎn)夾具板周圍的螺栓，使上下夾具板緊密貼合海綿試樣，這種方式操作簡(jiǎn)單，但夾緊力的均勻性可能稍差。氣動(dòng)夾緊是利用壓縮空氣推動(dòng)夾具板上的夾緊裝置，能夠快速、均勻地夾緊海綿，而且?jiàn)A緊力可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣壓進(jìn)行控制。液壓夾緊則類似于液壓加載系統(tǒng)，通過(guò)液壓油的壓力來(lái)夾緊試樣，夾緊力較大且穩(wěn)定。
- 位移傳感器
- 線性位移傳感器（LVDT）：
- LVDT 是一種常用的位移測(cè)量傳感器，它主要由一個(gè)初級(jí)線圈、兩個(gè)次級(jí)線圈和一個(gè)可移動(dòng)的鐵芯組成。當(dāng)鐵芯隨著海綿試樣的壓縮而移動(dòng)時(shí)，會(huì)改變初次級(jí)線圈之間的互感，從而產(chǎn)生與位移成比例的電信號(hào)。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是精度高、線性度好、可靠性強(qiáng)，能夠精確測(cè)量海綿在壓縮過(guò)程中的微小位移變化。其測(cè)量精度可以達(dá)到 ±0.01mm 甚至更高，能夠滿足對(duì)海綿壓縮變形高精度測(cè)量的要求。
- 例如，在測(cè)試薄型海綿或?qū)嚎s變形精度要求極高的醫(yī)用海綿時(shí)，LVDT 可以準(zhǔn)確地捕捉海綿厚度的微小變化，為分析海綿的彈性恢復(fù)性能等提供精確的數(shù)據(jù)。
- 光柵位移傳感器：
- 控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
- 控制器：
- 控制器是整個(gè)試驗(yàn)機(jī)的核心控制部件，它通常包括一個(gè)微處理器或可編程邏輯控制器（PLC）。通過(guò)控制器，用戶可以設(shè)置試驗(yàn)的各種參數(shù)，如加載速度、最大加載力、保持時(shí)間等。控制器能夠根據(jù)設(shè)定的參數(shù)控制加載系統(tǒng)的動(dòng)作，例如按照一定的速率增加或減小壓力，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加載力和位移等數(shù)據(jù)。它還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試流程，如自動(dòng)完成多次循環(huán)加載 - 卸載試驗(yàn)，減少人工操作誤差。
- 數(shù)據(jù)采集單元：
- 數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)采集位移傳感器和力傳感器（如果有）傳來(lái)的模擬信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)采集單元的采樣頻率可以根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)置，一般在每秒幾十次到數(shù)千次不等。較高的采樣頻率可以更準(zhǔn)確地捕捉海綿在壓縮過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，例如在測(cè)試海綿的動(dòng)態(tài)彈性模量時(shí)，需要較高的采樣頻率來(lái)記錄海綿在快速壓縮和恢復(fù)過(guò)程中的力 - 位移數(shù)據(jù)。
- 計(jì)算機(jī)軟件：
- 配套的計(jì)算機(jī)軟件用于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理和分析。它可以將采集到的數(shù)據(jù)以直觀的圖表形式顯示，如繪制力 - 位移曲線、壓縮變形率 - 時(shí)間曲線等。軟件還可以根據(jù)用戶設(shè)定的計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算出海綿的各種性能參數(shù)，如壓縮強(qiáng)度、彈性模量、壓縮永久變形率等。此外，軟件還具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印報(bào)告等功能，方便用戶對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄和管理。
- 控制器：
- 線性位移傳感器（LVDT）：
- 上下夾具板：
- 液壓加載裝置：
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