1         范围

本标准规定了以机械加力，采用电子测量技术测量力学性能参数的电子式试验机的主参数系列、技术要求、检验方法、检验规则、标志与包装等内容。

本标准适用于金属材料和非金属材料进行拉伸、压缩、弯曲和剪切等力学性能试验用的电子式试验机（以下简称试验机）。

本标准也适用于电子式拉力试验机和电子式压力试验机。

2         规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。

GB/T 2611—2007 试验机 通用技术要求

GB/T 13634—2000/ISO376：2004  单轴试验机检验用标准测力仪的校准（ISO376：2004，Metallic materials-calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial testing machines,IDT）；

GB/T 16825.1—2002/ISO7500-1：2004   静力单轴试验机的检验 第1部分：拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准（ISO 7500—1：2004,Metallic materials—Verification of static uniaxial testing machines—Part 1: Tension/compression testing machines—Verification and calibration of the force—measuring system, IDT）

GB/T 22066—2008 静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定

JB/T 6146—2007 引伸计技术条件

JB/T 6147—2007 试验机包装、包装标志、储运技术要求

3         术语和定义及符号与说明

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1.1  

分辨力 resolution

指示装置可有意义地辨别被指示量两相邻值的能力。

   [GB/T 13983—1992，定义4.52]

3.1.2

鉴别力阈 discrimination threshold

使试验机的示值产生一个可觉察变化响应的zui小输入变化。

3.2  符号与说明

    本标准使用的符号、单位与说明见表1。

                                        表1 符号

4         试验机主参数系列

试验机的主参数为zui大试验力并按主参数划分试验机规格，同时也表征试验机力的zui大容量。试验机主参数宜从表2中选取，试验机的主参数系列应符合表2的规定

5           技术要求

5.1  环境与工作条件

5.2  试验机的分级

5.3  加力系统

5.3.1       一般要求

5.3.1.1            试验机机架应具有足够的刚性和试验空间，应能方便地进行各种试验并应便于试样、试样夹具和试验机附件的装卸以及标准测力仪的安装与使用。

5.3.2       拉伸试验夹持装置

 

5.3.2.2      夹头应保证夹持可靠，在夹持部分的全长内应均匀地夹紧试样，并应能对试样施加试验机的zui大力值。在加力状态下或试验过程中试样与夹头不应产生相对滑移。

5.3.2.3  夹头在卸除力或做试样的拉断试验后，钳口各部位应无损伤。

5.3.2.4 钳口应具有互换性。

5.3.3         压缩试验装置

5.3.3.1       上、下压板的中心线应与机架的中心线重合。压板的球面支承应配合良好、活动自如。

5.3.3.2       压板的工作表面应光滑、平整，表面粗糙度参数Ra的zui大允许值为0.80µm。

5.3.3.3       压板的洛氏硬度不应低于55HRC。

5.3.3.4    下压板的工作面上应清晰地刻有试样定位用的不同直径的同心圆刻线或互成90º角的刻线，刻线的深度和宽度以便于观察且不影响试验结果为宜。

5.3.4       弯曲试验装置

5.3.4.1           弯曲压头与两个弯曲支座之间应平行,弯曲压头与两支承的洛氏硬度不应低于50 HRC。

5.3.4.2           两个弯曲支座的高度应一致。

5.3.4.3           弯曲试验装置上标尺的零位线应与加力轴线重合。

5.3.5       移动横梁

5.3.5.1           移动横梁的水平度应在0.2/1 000以内。移动横梁在工作行程内移动时应平稳。

5.3.5.2      移动横梁的移动速度宜在0.005mm/min～1 000mm/min范围以内。在零试验力条件下，横梁移动速度与设定速度标称值相对误差应符合表5的规定。

5.3.5.3    横梁移动速度与允许施加的力应符合下列规定：

a）       对于试验机zui大容量不大于5kN的试验机，在横梁的任何移动速度下应能施加试验机的zui大力值；

b）       对于试验机zui大容量大于5kN的试验机：

1） 移动速度不大于50mm／min时，应能施加试验机的zui大力值；

2） 移动速度大于50mm／min时，能够施加的试验力不应小于试验机zui大力的25％。

5.4           测力系统

5.4.1    一般要求

5.4.1.1    测力系统通过计算机的显示器或数字式指示装置应能实时连续地显示施加到试样上的力值。指示装置显示的数据和图形应清晰，易于读取，应能显示其示值范围的零点和zui大值，并有加力方向的指示（如“+”或“-”）。无论何种类型的指示装置均应以力的单位直接显示力值。在施加或卸除力的过程中力的指示应平稳,不应有冲击、停顿和跳动。

5.4.1.2    数字式指示装置的分辨力r定义为：在试验机的电动机和控制系统均启动、力传感器不受力的情况下，如果示值变动不大于一个增量，则认为其分辨力为一个增量；如果示值变动大于一个增量，则认为其分辨力等于变动范围的一半加上一个增量。

5.4.1.3            试验机应能准确地存储、指示和记录试验过程的zui大试验力。

5.4.1.4            测力系统应具有调零和（或）清零的功能。

5.4.1.5            试验机使用前，预热时间不应超过30min。预热后，在15min内的零点漂移应符合表6的规定。

                             表6 测力系统漂移允许值

 

5.4.2    各项允许误差和相对分辨力

    试验机测力系统的示值相对误差q、示值重复性相对误差b、示值进回程（可逆性）相对误差（根据需要规定）、零点相对误差和相对分辨力按试验机的不同级别应分别符合表3的规定。

5.4.3       鉴别力阈

   试验机测力系统的鉴别力阈不应大于0.25%。

5.5           变形测量系统

5.5.1        变形测量系统

    变形测量系统由变形传感器和试验机的变形信号测量显示单元组成。为统一术语，便于引用引伸计标准，变形测量系统以下统称为引伸计。

    注：“引伸计”术语的含义就是指位移测量装置并包括指示或记录该位移的系统。

5.5.2           引伸计一般要求

引伸计的一般要求应符合JB /T6146-2007中5.2的规定。

引伸计应有调零和（或）清零的功能。

5.5.3           引伸计的各项允许误差和相对分辨力

引伸计的标距相对误差、示值误差、示值进回程相对误差、分辨力应符合表7的规定。

 

5.6      位移测量系统

5.6.1           移动横梁位移指示装置的zui低分辨力为0.001mm。

5.6.2           在测量范围内,移动横梁位移示值相对误差的zui大允许值为±0.5%。

5.7  控制系统

5.7.1        一般要求

5.7.2        应力（力）控制

    在可控制的应力（力）速率范围内:

——对于0.5级试验机,应力（力）速率相对误差的zui大允许值为±1%,应力（力）保持相对误差的zui大允许值为±1%；

——对于1级试验机,应力（力）速率相对误差的zui大允许值为±2%,应力（力）保持相对误差的zui大允许值为±2%。

制造者应在产品说明书或技术文件中给出试验机能够控制的应力（力）速率范围。

5.7.3       应变（变形）控制

     在可控制的应变（变形）速率范围内：

   ——对于0.5级试验机,应变（变形）速率相对误差的zui大允许值为±1%,应变（变形）保持相对误差的zui大允许值为±1%；

——对于1级试验机,应变（变形）速率相对误差的zui大允许值为±2%,应变（变形）保持相对误差的zui大允许值为±2%。

制造者应在产品说明书或技术文件中给出试验机能够控制的应变（变形）速率范围。

5.8    计算机数据采集系统

5.8.1           传感器-通道的频带宽度应满足GB/T 22066—2008中 A.2.2的要求。

5.8.2           数据采集速率不应低于15次/s（有效采集点）。

5.8.3           在试验机型式评价时、硬件更新设计及软件升级后均应按GB/T 22066—2008进行评定，评定结果应符合GB/T 22066—2008中5.2的规定。

5.9   电气设备

    电气设备应符合GB/T 2611—2007中第7章的规定。

5.10                安全保护装置

5.10.1       试验机应有力的过载保护装置，当施加的力超过试验机zui大容量的2%～10%时，过载保护装置应保证试验机自动停机。

5.10.2       试验机应有超过移动横梁极限位置保护装置，当横梁移动到设定的上、下极限位置时，限位装置应立即动作，使其自动停止移动。

5.10.3   试验过程中当试样断裂后，试验机应自动停机或按设定模式返回后停机。

5.11                噪声

试验机工作时的噪声声级，对于zui大容量小于500 kN的试验机不应超过70dB（A）；对于zui大容量不小于500 kN的试验机不应超过75dB（A）。

5.12      耐运输颠簸性能

试验机在包装条件下，应能承受运输颠簸试验而无损坏。试验后，试验机不经调修（不包括操作程序准许的正常调整），仍应符合本标准的全部技术要求。

5.13                其他要求

试验机的基本要求、装配质量、机械安全防护和外观质量等，应符合GB/T 2611—2007中第3章、第4章和第10章的规定。

6         检验方法

6.1    检验条件

试验机应在5.1规定的环境与工作条件下进行检验。在检验测力系统和引伸计的过程中，温度的波动范围不宜大于2℃。

6.2      检验用器具

检验试验机用的标准仪器、量具和检具如下：

a）       符合GB/T 13634—2000第7章规定的标准测力仪或力的测量准确到±0.1％以内的专用检验砝码；

b）        zui大允许测量误差为±2%的同轴度自动测试仪（或准确度与其相当的其他测量装置）或重锤；

c）         表面粗糙度测试仪；

d）        洛氏硬度计；

e）         分辨力为1／100s的秒表；

f）         （0～30）mm量程的1级百分表、（0～1）mm量程的1级千分表和磁力表座，1 000mm量程zui大允许误差为0.2mm的钢直尺；

g）        0.02mm/m的水平仪；

h）        2级声级计；

i）          符合JB 6146-2007中6.2.1规定的引伸计标定器；

j）          绝缘电阻测试仪；

k）        耐电压测试仪；

l）          通用量具；

m）      钢制或铜与铝制的同轴度检验试样（标距不小于100mm，标距部分直径通常为10mm或12mm，标距部分与两头部的同轴度为φ0.02mm）；

n）        各种试样（试样的数量应与拉力钳口的套数相同，试样的截面尺寸应适合各种圆试样和板试样的拉力钳口）。

6.3       加力系统的检测

6.3.1           试验机在进行力值检测前首先应按6.3.2对其一般工作性能进行检测，只有当试验机处于良好的工作状态才能进行以后的各项检测。

6.3.2           在试验机上安装一个拉伸试样（在施加试验机的zui大试验力后该试样不产生塑性变形），然后对试样缓慢加力直至试验机的zui大力再慢慢卸除，在加、卸力的过程中检查5.3.1；并观测检验5.3.2.2。

6.3.3           根据试验机力zui大容量选择下述两种方法之一检测加力系统同轴度，如试验机配置多套夹头，应分别对应每一夹头进行检测。

a）           对于不大于5 kN的试验机使用重锤法检测，检测时在上夹头中心吊一重锤，重锤的中心与下夹头中心的同轴度不应超过Ф­2mm/500 mm；

b）        对于大于5 kN的试验机，使用6.2b）规定的同轴度测试仪（或其他相应准确度的测量装置）和6.2 m）规定的同轴度检验试样进行检测。检测时，将同轴度检验试样夹持在相应夹具上，并将同轴度自动测试仪的变形测量装置安装到检验试样的标距之间，施加试验机zui大力1％的初始力，在试验机zui大力2％～4％的范围内按顺序在不同试验力下检测五点，测量检验试样相对两侧的弹性变形，在相互垂直的方向上各测二次。检测中使用的zui大力不应超过检验试样的弹性极限。

同轴度e1）计算：按公式（

                        ·······································（1）  

      每次检测的结果均应满足表4的要求。

6.3.4           如可能，对应每种夹头的zui大钳口使用试验机zui大力的80%以上的力做一根试样的拉断试验，来检查钳口的夹持及钳口的损伤等情况，检查结果应满足 5.3.2.3的要求。 同时观测检查5.10.3。

6.3.5        通过实际测量或观测检查5.3.2.4、5.3.3.1、5.3.3.4、5.3.4.2和5.3.4.3。

6.3.6           压板工作表面的粗糙度用6.2 c）规定的表面粗糙度测试仪检测，其结果应满足5.3.3.2的要求。

6.3.7           压缩试验装置压板和弯曲试验装置压头及两支承的硬度使用6.2 d）规定的洛氏硬度计进行检测，并应满足5.3.3.3和5.3.4.1的相关要求。

6.3.8           移动横梁的水平度使用6.2 g）规定的水平仪检测。检测时，将水平仪放在横梁中间，在横梁移动范围的至少四个位置上进行检测，其结果应满足5.3.5.1的要求。

6.3.9           横梁移动速度的检测方法如下：

在试验机标称的横梁移动速度范围内任选五个以上速度测量点（低于0.05mm/min的速度可不进行检测），使用秒表并按速度的高低分别选用千分表、百分表或钢直尺进行测量。对应不同的横梁移动速度范围，应检测的规定时间的横梁移动距离见表8。

表8 规定时间的横梁移动距离

 

 

检测时应记录每次检测的时间和对应的横梁移动距离，对每个速度测量点检测三遍。

横梁移动速度相对误差w按公式（2）计算：

                                ···································（2）

检测结果应满足5.3.5.2的要求。

6.3.10       横梁移动速度和允许施加的试验力可通过对试样做拉伸或压缩试验进行检测。检测时，应根据试验机的zui大容量或分别在横梁移动速度大于和不大于50mm／min的情况下对试样进行加力试验，检测结果应满足5.3.5.3的要求。

6.4      测力系统的检测

6.4.1       观测检查和分辨力的判定

   通过实际试验（或与其他检测试验结合进行），在试验过程中观测检查5.4.1.1、5.4.1.3和5.4.1.4。

   力指示装置的分辨力r，应在试验机的电动机和控制系统均启动、在零试验力的情况下按5.4.1.2的规定通过观测和计算进行判定。

6.4.2       零点漂移的检测

    试验机经规定时间的预热后，使其处于良好的工作状态，如测力系统的力范围分多档,则置于zui小测量范围的档位，在规定时间内检测零点漂移，其结果应满足5.4.1.5的要求。

    零点漂移z3）计算：按公式（

6.4.3       各项允许误差和相对分辨力的检测

试验机力的各项允许误差使用6.2 a）规定的标准测力仪（或专用检验砝码）进行检测。检测时应根据试验机的级别正确选择标准测力仪的级别，使测力仪测量误差的zui大允许值不大于被检试验机力的示值误差zui大允许值的三分之一。试验机测力系统相对分辨力和示值相对误差q、示值重复性相对误差b、示值进回程相对误差按GB/T 16825.1规定的方法进行检测。零点相对误差按公式（4）计算，各项检测结果应满足5.4.2的要求。

        ····································（4）

6.4.4       鉴别力阈的检测

   试验机测力系统的鉴别力阈采用下述方法检测：

   在零试验力状态下，当施加0.25%的力以后至少应产生一个数字增量的变化。    

6.5      变形测量系统的检测

  引伸计的一般要求、各项允许误差和分辨力按JB/T 6146—2007第6章规定的方法进行检测，其结果应分别满足5.5.2和5.5.3的要求。

6.6      位移测量系统的检测

6.6.1           观测检查横梁位移测量系统分辨力，其结果应满足5. 6.1的要求。

6.6.2           横梁位移测量系统示值相对误差选用6.2 f）规定的合适量具进行检测。检测时，在移动横梁的工作范围内至少选两个间隔进行测量，每个间隔测量三次，其结果应满足5.6.2的要求。

      横梁位移示值相对误差 按公式（6）计算：

6.7  控制系统的检测

6.7.1            选择一合适试样进行应力速率控制和应变速率控制试验,并在试验过程中变换控制模式。试验结束后,检查应力—应变曲线、应力—时间曲线、应变—时间曲线，并应满足5.7.1要求。

6.7.2            在应力（力）—时间曲线上取点，取点位置为应力（力）速率控制段的10%和90%处附近，计算实际的应力（力）速率与应力（力）速率设定值的相对误差，并应满足5.7.2有关应力速率的要求。

6.7.3           在应变（变形）—时间曲线上取点，取点位置为应变（变形）速率控制段的10%和90%处附近，计算实际的应变（变形）速率与应变（变形）速率设定值的相对误差，并应满足5.7.3有关应变速率的要求。

6.7.4           选择一合适试样进行应力保持和应变保持控制试验,试验结束后，分析应力—时间曲线、应变—时间曲线，计算应力值保持相对误差、应变值保持相对误差，其结果应分别满足5.7.2和5.7.3有关要求。

6.8  计算机数据采集系统的评定

计算机数据采集系统应按GB/T ××××规定的方法进行检测和评定，其结果应满足5.8的要求。

6.9  电气设备的检测

电气设备应使用绝缘电阻测试仪和耐电压测试仪进行测量、试验和观测检查，其结果应满足5.9的要求。

6.10               安全保护装置的检查

6.10.1       选择一个在试验机zui大力下不产生屈服的试样装夹到试验机上，启动试验机缓慢施加力，当施加的力超过试验机zui大容量的2%～10%时，过载保护装置应满足5.10.1的要求。

6.10.2       启动试验机，让移动横梁以试验机zui高速度移动，当移动横梁达到其工作范围的上、下极限位置时，限位装置应满足5.10.2的要求。

6.11                 噪声的检测

6.11.1       试验机噪声使用6.2 h）规定的声级计检测。检测时，启动试验机，施加试验机zui大试验力80%以上的力，将声级计的传声器面向声源水平放置，距试验机1.0m，距地面高度为1.5m，绕试验机四周测量不应少于6点，以各测量点测得的zui大值作为试验机的噪声，测量结果应满足5.11的要求。

6.11.2       测量试验机噪声前，应先测量背景（环境）噪声，其值应比试验机噪声声级至少低10dB（A）。若相差小于3dB（A），则测量结果无效。若相差3dB（A）~10dB（A）时，应根据表9选取相应修正值按公式（7）进行修正。

 

表9 噪声修正值

单位为分贝[dB（A）]

 

试验机噪声η按公式（7）计算：

                    η= N_i,max - N_c····································（7）

6.12                 耐运输颠簸性能的试验

   将试验机包装件装到载重量不小于4t的载重汽车车厢后部，以25km/h～40km/h的速度在三级公路的中级路面上进行100km以上的运输试验。

   经运输试验后，不经调修，按本标准要求全面进行检验，其结果应满足5.12的要求。

6.13                 其他要求的检查

试验机的基本要求、装配质量、机械安全和外观质量应按GB/T 2611-2007第3章、第4章和第10章的要求进行实际检测或观测检查。

7         检验规则

7.1 出厂检验

7.1.1 出厂检验项目为除5.8和5.12以外的全部项目。取得合格证方能出厂。

7.1.2 出厂检验主要项目的实测数据应记入出厂合格证中。产品取得合格证方能出厂。

7.2 型式检验

7.2.1 型式检验项目应为本标准规定的全部技术要求的所有项目。

7.2.2 有下列情况之一时应进行型式检验：

a）    新产品试制或老产品转厂生产的定型鉴定或型式评价时；

b）    产品正式生产后，其结构设计、材料、工艺及关键的配套元器件有较大改变，可能影响产品性能时；

c）    产品长期停产后恢复生产时；

d）    国家质量监督检验机构提出进行型式试验的要求时。

7.3  判定规则

7.3.1       对于出厂检验，每台试验机出厂检验项目的合格率应达到100％方为合格。

7.3.2       对于型式检验，当批量不大于50台时，抽样2台，若检验后样本中有1台不合格品，则判定该批产品为不合格批；当批量大于50台时，抽样5台，若检验后样本中出现2台或2台以上的不合格品，则判定该批产品为不合格批。

8         标志与包装

8.1 标志

8.1.1       试验机应有铭牌，其内容包括：

a） 名称；

b） 型号；

c） 试验机zui大容量；

d） 试验机级别；

e） 出厂日期、编号；

f）   制造厂名称或标志。

8.1.2       对于执行本标准的产品，应在产品或产品使用说明书上标明本标准编号和名称。

8.2           包装

8.2.1  试验机的包装应为防水、防尘、防锈组合的复合防护包装。

8.2.2 试验机的包装应符合JB/T 6147—2007中5.6.1、5.6.4和5.6.6的规定。

8.2.3     包装箱上的收发货标志和储运图示标志，应符合JB/T 6147—2007中第6章的规定。