一、实验目的
①巩固材料试验机的相关知识。
②加深对材料力学性能测定的理解。
③掌握DWD⁃100型微机控制式电子万能试验机的结构及操作使用。
④掌握万能试验机进行拉伸试验的方法和数据处理方法。
二、实验设备
本次实验主要是用DWD⁃100型微机控制式电子万能试验机进行拉伸试验。 它主要用于各种金属及非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等力学性能试验。 配备相应的附件后，在高低温或常温下进行蠕变持久、应力松弛等材料性能试验。
试验机控制系统主要由电机、驱动系统、控制主板、显示面板和试验软件等组成。 试验机的整机结构如图2．1所示，主要是由上横梁、移动横梁、台面及光杠组成框架式结构，滚珠丝杠固定在台面和上横梁之间，两滚珠丝杠的丝母及两光杠的导套固定在移动横梁上。
电机通过三级同步带轮减速以后带动丝杠旋转，从而推动移动横梁在选定的速度下作直线运动以实现各种试验功能。
图2．1 电子万能试验机整机图
1．拉伸夹头
拉伸夹头又称为楔形夹头，主要是用于夹持金属和硬质非金属材料拉伸试样，该夹头配有V形夹头和平夹块，适用于棒状试样和板状试验。 夹头结构如图2．2所示，由螺杆、螺套、滑块、夹块、把手、夹头体等组成。当上夹头螺套通过把手左旋时推动夹头体向下移动，使夹块张开；反之，夹块闭合。 夹块只能作横向运动，无任何纵向移动，所以夹持试样时对试样不产生轴向力。
图2．2 楔形夹头
2．压缩装置
用于金属材料和非金属材料的压缩试验，其结构如图2．3所示。 它由上下压盘、球面座、上接头、定位轴等组成，下压盘凸形球面与球面座凹形面形成活动万象节。 当压盘承受压力时自动调节上下压盘间的平行度，防止试样受偏载力。
图2．3 压缩装置
3．弯曲装置
用于金属和塑料等材料的弯曲试验，其结构如图2．4所示。 它主要由支承座、导轨、压辊架、压辊、挡片、锁紧钉、压头座等组成。 金属试件放在压辊上，其中压辊能在支承座及压头座中转动，因此，试验时与试样产生滚动，减小摩擦力；平台上镶有标尺，用于支承座的间距调整，支承座上部刻有标线，用于找正试样横向位置。
图2．4 弯曲装置
4．限位保护机构
为了防止移动横梁超过上下极限位置造成机械事故或使移动横梁能停在设定位置，试验机有一个移动横梁限位保护机构，如图2．5所示。 主要由限位杆、上下挡块、紧固螺钉、拨叉、限位开关等组成。 当移动横梁上的拨叉碰到挡块时，便通过限位杆、触片碰压限位开关的触点，从而使试验机停车。
图2．5 移动横梁限位保护机构
三、实验步骤
1．旋转钥匙开关
启动试验机和计算机，打开试验软件，其界面如图2．6所示。
图2．6 实验软件界面
2．录入试样
单击“试样录入”，显示页面如图2．7所示，带星号的必须录入或选择。
图2．7 录入试样界面
选择所需的试验材料，如果默认材料与所需材料一致，可不用再次单击材料选择框；选择相应的试验方法，如果默认方法与所要选择的方法一致，可不用再次单击方法选择框；输入试验编号，试验编号即试验组编号，试验编号永远不能重复使用；录入试样参数，试样序号可自动生成，无须录入，其他参数可根据需要录入所需尺寸即可，如果不想录入尺寸，可在任意一个参数项内输入“0”即可，单击保存按钮方可完成试样录入工作。
3．联机
单击联机按钮，使实验软件与试验机连接。 然后选择所需的试验编号。
4．试样装夹
先将拉伸试样装夹在靠近传感器的一端，之后将试验力清零，移动横梁使试件向上移动，将拉伸试样装夹在楔形夹头的另一端锁紧。
5．进行参数设置
单击“参数设置”按钮，出现如图2．8所示的页面。
试验开始点：大于此点，微机才开始采集试验机发送来的数据，一般情况下，将此值设置为传感器额定值的4‰；引伸计设置：如果不使用引伸计，一定要选择“不使用引伸计”，否则计算结果不正确；横梁速度：即试样的开环试验速度；停车后返回：试验完成后，横梁以输入的返回速率自动返回到开始试验的位置；大变形和小变形：一般金属都使用小变形。
当上述参数设置完成后，单击“下一步”，出现如图2．9所示的页面。
图2．8 参数设置（一）
图2．9 参数设置（二）
选择是否计算，打钩则计算其值，否则不计算其值，此时左边的录入参数无效。选择是否自动计算：如果选择了此项，则要在其正下方录入计算所要用到的相关条件，在试验正常结束后，程序将自动按照这些条件进行结果运算，否则将弹出输入该项相关条件的对话框。
当上述参数选择完成后，单击“下一步”，出现如图2．10所示的页面。
断裂百分比：试验过程中的最大力值的百分比，如试验过程中最大力值为100N，如果断裂百分比设置为60，则当试验力下降到100N×60％＝60N时，程序将结束试验并计算结果。最大负荷值：一般设置为传感器的最大负荷值，试验过程中，如果试验力大于此值，则试验结束。 最大变形量：一般设置为引伸计的最大变形量，试验过程中，如果变形大于此值，则试验自
图2．10 参数设置（三）
动结束；最大位移量：一般设置为试验机的最大行程，试验过程中，如果位移值大于此值，则试验自动结束；试验时间：试验过程中，如果试验时间超过此设定值，则试验结束。
当上述参数设置完成后，单击“下一步”，出现如图2．11所示的页面。
图2．11 参数设置（四）
当上述参数设置完成后，单击“下一步”，出现如图2．12所示页面，参数设置完毕。
6．将主界面中的变形、负荷、位移、时间清零
7．单击开始按钮即可开始做试验
在试验过程中最好不要用微机做其他工作，否则，容易产生错误甚至死机现象。 在试验过程中可以改变横梁速度，在横梁速度编辑框内输入横梁速度值，然后必须按“确定”键方可。在试验过程中动态的选择曲线，对于含有应力或者应变的曲线，必须输入相关的试样尺寸才能有曲线显示，如直径、宽度、厚度等。
8．试验结束
单击“脱机”按钮，把拉断后的试样从试验机上卸下。
9．数据管理
单击“打印报表”按钮，反复调整报表的位置和顺序，如图2．13所示，进行参数打印输出。
图2．12 参数设置（五）
图2．13 打印输出设置
四、注意事项
①必须等试验机处理完并且处于正常状态下方可执行联机或脱机操作，否则可能会发生不可预见的错误。
②实验结束后，检查试样有效否，这时也可利用重算功能，如果试验无效，则单击“试验无效”按钮将其清除。
五、思考题
①电子万能试验机可以进行哪些力学性能试验？
②在进行拉伸试验的过程中，载荷和位移是如何测定的？
③如何进行试件变形量的测定？
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