拉力机是一种用于测试材料拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能的精密仪器，广泛应用于金属、塑料、橡胶、纺织品、复合材料等行业的质量控制与研发。其核心原理是通过施加可控载荷，测量材料的变形和断裂行为，获取强度、弹性模量等关键参数。
1. 设备核心结构与组成
（1）机械框架
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单柱式：适用于小载荷（一般≤5kN），结构紧凑，成本低。
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双柱式：稳定性高，适合大载荷（可达1000kN以上）。
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门式（落地式）：超大空间，用于测试长尺寸样品（如钢筋、管道）。
（2）动力系统
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伺服电机驱动：精密控制加载速度（0.001~500mm/min）。
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液压驱动：用于超高载荷（如100kN以上）。
（3）测力与变形传感器
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负荷传感器：测量试样所受拉力/压力（精度±0.5%以内）。
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引伸计：直接测量试样标距内的变形量（微应变级精度）。
（4）夹具系统
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拉伸夹具：平口夹具、螺纹夹具、线材夹具等。
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压缩夹具：平板、弯曲支座等。
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特殊夹具：如剥离夹具、剪切夹具。
（5）控制系统与软件
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PC或触摸屏控制：设定测试速度、停止条件等。
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数据采集系统：实时记录力-位移曲线，计算弹性模量、屈服强度等参数。
2. 工作原理（以拉伸测试为例）
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试样制备：按标准（如ASTM D638、ISO 527）加工样品。
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装夹试样：将试样两端固定在上下夹具中，确保对中。
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预加载：施加微小初载（如5N）消除间隙。
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加载测试：
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横梁以恒定速度移动，拉伸试样。
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传感器实时记录载荷（F）和位移（ΔL）。
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数据采集与分析：
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弹性阶段：计算弹性模量（E=应力/应变）。
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屈服阶段：识别屈服点（如Rp0.2）。
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断裂阶段：记录最大抗拉强度（UTS）和断裂伸长率。
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生成报告：输出力-位移曲线和关键参数表格。
3. 关键测试参数与标准
| 参数 | 定义 | 典型标准 |
|---|---|---|
| 抗拉强度（UTS） | 材料断裂前的最大应力 | ASTM E8（金属）、ISO 527（塑料） |
| 屈服强度（YS） | 塑性变形开始的应力 | ASTM A370（钢材） |
| 断裂伸长率 | 断裂时的应变百分比 | GB/T 1040（塑料） |
| 弹性模量（E） | 应力-应变线性阶段的斜率 | ISO 6892（金属） |
4. 拉力机分类
（1）按加载方式
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电子式拉力机：伺服电机驱动，精度高（±0.5%），适合常规测试。
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液压式拉力机：大载荷（≥100kN），用于金属、混凝土等。
（2）按功能扩展
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万能试验机：可切换拉伸、压缩、弯曲、剪切模式。
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专用试验机：如线材扭转试验机、剥离强度试验机。
（3）按自动化程度
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手动型：人工装样、记录数据（低成本）。
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全自动型：机械臂自动换样，批量测试（如汽车零部件厂）。
5. 应用领域
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金属行业：钢材、铝合金的力学性能测试。
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塑料与橡胶：拉伸强度、断裂伸长率测试。
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纺织品：纤维、织物的撕破强力测试。
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电子元件：焊点拉力、PCB板弯曲测试。
