引張強度試験機

引張強度試験機（万能材料試験機とも呼ばれる）は材料の延伸荷重下の力学性能を測定するための重要な設備であり、材料科学、工業製造と品質検査分野に広く応用されている。以下にその詳細について説明します。

一、コア構造と構成

1. フレームワークのロード

• ごうせいこうぞう：通常は高強度鋼材を採用し、試験中の安定性と精度を確保する。

• 梁の設計：上梁は固定され、下梁は動力系を介して移動し、引張または圧縮空間を形成する。

2. パワーシステム

• ハイドロリックドライブ：大荷重試験（例えば金属、建築部材）に適用し、数トンから千トン級の引張力を提供する。

• でんどうサーボモータ：高精度、小荷重試験（例えばプラスチック、繊維）に用いられ、解像度は0.1μmに達することができる。

3. 治具システム

• きんぞくざいりょう：楔形治具、ねじ付き治具、滑り防止。

• 高分子材料：応力集中を避けるために、エア平口治具を動かす。

• 織物/フィルム：ワイヤコンタクト治具、荷重を均等に分配する。

4. センシングと測定システム
   

• 引伸計：接触式（スケール25-50 mm、精度±1μm）

• 非接触式：レーザーまたはビデオ引張計、脆性材料に適している。

• フォースセンサ：歪み板式または圧電式で、精度は±0.5%以内に達する。

• へんけいそくてい：

• シフトエンコーダ：梁の変位を測定し、解像度0.1μm。

5. データ収集と制御

• 高速サンプリング：1000 Hzに達し、降伏点を正確に捉えることができる。

• へいループせいぎょ：応力、歪み、変位の3種類の制御モードを支持し、ASTM E 8/E 21、ISO 6892などの標準に符合する。

二、動作原理

1. しりょうとりつけ：標準（ASTM D 638プラスチック試料など）で試料を加工し、クランプ後にプリロードして隙間をなくす。

2. ロードフェーズ：

• だんせいだんかい：スケール限界とヤング率（傾きΔσ／Δε）を記録する。

• こうふくだんかい：スロープ法またはオフセット法（0.2%塑性歪み）により降伏強度を決定する。

• 強化段階：最大荷重点を監視し、引張強度（σ＝F _ max/A₀）を計算する。

• くびれ破断：破断伸び率と断面収縮率を記録する。

3. データ分析：応力-歪み曲線を自動的に生成し、キーパラメータを計算してレポートをエクスポートします。

三、技術パラメータと選択型

四、高級機能

• 多軸テスト：ねじり、曲げモジュールを備え、複合応力試験を実現する。

• デジタル画像相関（DIC）：全場歪みマッピング、局所変形を分析する。

• サウンドエミッション検出：リアルタイムで材料内部損傷の進展を監視する。

• 自動統合：ロボットと併用して無人化ロット試験を実現する。

五、典型的な応用例

1. 航空宇宙：チタン合金ファスナー（引張強度≧900 MPa）を試験する。

2. 自動車産業：シートベルトウェビング破断強度を検証する（ISO 3795）。

3. 3 D印刷：PLA材料の異方性を評価する（Z軸強度はXY軸より30-50%低い）。

六、安全とメンテナンス

• かふかほご：電子リミットと機械保険の二重冗長設計。

• 定期的なキャリブレーション：NISTトレーサビリティ標準力センサによるISO 7500-1認証。

• 環境要件：温度23 ±2°C、湿度50 ±10%（ASTM D618）

引張強度試験機材料の限界負荷能力を定量化することにより、製品設計、故障分析と標準化認証に重要なデータサポートを提供し、現代工業の精密テスト装備である。