Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, nghiên cứu và phát triển vật liệu composite mới cần xác định chính xác độ bền kéo và tuổi thọ mỏi của nó; Trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, tính chất cơ học của tấm thép cường độ cao trực tiếp xác định mức độ an toàn của cơ thể; Trong các công trình xây dựng, cường độ nén của khối bê tông thử nghiệm là một chỉ số cốt lõi về an toàn kết cấu. Đằng sau những cảnh tượng mấu chốt này, đều không thể thiếu sự chống đỡ tinh vi của máy thí nghiệm vạn năng điều khiển điện thủy. Là một thiết bị cốt lõi trong lĩnh vực thử nghiệm tính chất cơ học vật liệu, thiết bị này xác định lại ranh giới của thử nghiệm vật liệu với độ chính xác đo ± 0,5%, độ phân giải dịch chuyển 0,01mm và tốc độ phản hồi ở mức mili giây.

I. Nguyên tắc kỹ thuật: Giao hưởng chính xác với điều khiển vòng kín

Thiết bị này dựa trên hệ thống điều khiển vòng kín servo điện thủy lực, cho phép tải chính xác thông qua hoạt động đồng bộ của'cảm biến - bộ điều khiển - bộ truyền động'. Các thành phần cốt lõi của nó bao gồm:

Hệ thống tải servo thủy lực: sử dụng bộ bơm thủy lực với van servo điện thủy lực tần số rộng có độ chính xác cao để đạt được điều chỉnh tốc độ vô cấp 0-50mm/phút.

Hệ thống điều khiển vòng kín ba: tích hợp kiểm tra lực lượng, dịch chuyển, biến dạng ba kênh điều khiển vòng kín, hỗ trợ ứng suất tốc độ bằng nhau, căng thẳng tốc độ bằng nhau, dịch chuyển không đổi và nhiều chế độ khác nhau. Lấy ví dụ về thử nghiệm độ bền kéo kim loại, hệ thống có thể tự động nắm bắt các đặc điểm điểm năng suất ở tốc độ căng 0,005/s và tính toán các thông số như mô đun đàn hồi, độ bền kéo.

Mảng cảm biến thông minh: Được trang bị cảm biến lực HBM của Đức, bộ mã hóa quang điện Kiens của Nhật Bản và máy đo dẫn điện MTS của Mỹ, tạo thành mạng lưới thu thập đồng bộ đa thông số. Trong thử nghiệm nén bê tông, hệ thống có thể ghi lại giá trị áp suất, biến dạng và hình thái phá hủy cùng một lúc, tần số thu thập dữ liệu lên tới 1000Hz.

II. Đổi mới cấu trúc: đột phá kỹ thuật trong thiết kế mô-đun

Máy thử nghiệm hiện đại sử dụng cấu trúc máy chủ bốn cột dưới xi lanh dầu để đạt được chức năng mở rộng thông qua thiết kế mô-đun:

Hệ thống kẹp thủy lực độc lập: Không giống như hệ thống tách truyền thống, nguồn thủy lực độc lập đảm bảo lực kẹp không bị ảnh hưởng bởi dao động áp suất của hệ thống chính.

Nền tảng làm việc không gian kép: Không gian trên được sử dụng để kiểm tra độ bền kéo, cấu hình không gian dưới có thể thay thế đĩa áp lực, giá đỡ uốn và các phụ kiện khác, hỗ trợ nhiều chế độ kiểm tra như nén, uốn, cắt.

Cơ chế bảo vệ thông minh: Bảo vệ giới hạn phần mềm tích hợp, giới hạn cứng cơ học và bảo vệ quá tải hệ thống an ninh ba lần. Hệ thống tự động kích hoạt phanh khẩn cấp để tránh thiệt hại cho thiết bị khi lực kiểm tra vượt quá 95% định mức.

III. Kịch bản ứng dụng: thâm nhập toàn diện từ phòng thí nghiệm đến trang web công nghiệp

Kiểm tra vật liệu kim loại: Tại Viện Baosteel, thiết bị loại WAW-2000F được sử dụng để đánh giá tính chất cơ học của tấm thép ô tô thế hệ thứ ba. Thông qua thử nghiệm độ bền kéo nhiệt độ thấp -40 ℃, hệ thống xác định chính xác độ giãn dài của vật liệu sau khi phá vỡ trong môi trường, cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho thiết kế trọng lượng nhẹ của cơ thể.

Nghiên cứu và phát triển vật liệu composite: AVIC sử dụng thiết bị này để kiểm tra độ bền cắt giữa các lớp cho vật liệu pre-nhúng sợi carbon. Máy đo độ giãn dài điện tử 100mm được trang bị thiết bị, có thể chụp biến dạng vi mô của lớp 0,001mm, đảm bảo dữ liệu thử nghiệm tuân thủ tiêu chuẩn ASTM D5379.

Kiểm tra chất lượng kỹ thuật xây dựng: Trong quá trình xây dựng cầu Hồng Kông-Chu Hải-Macao, máy thử nghiệm được sử dụng để kiểm tra cường độ nén của khối thử nghiệm bê tông. Mức độ chính xác 0,5 của nó đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn JGJ/T 70-2009 và chu kỳ phát hiện đơn được rút ngắn từ 28 ngày theo phương pháp truyền thống xuống giám sát trực tuyến theo thời gian thực.

Lĩnh vực năng lượng mới: Phòng thí nghiệm Ningde Era sử dụng thiết bị này để kiểm tra độ bền thủng của màng ngăn pin lithium. Với kẹp tùy chỉnh, hệ thống có thể hoàn thành phép đo lực cấp micro Newton với độ chính xác 0,1N, cung cấp các thông số quan trọng cho thiết kế an toàn pin.

Từ thử nghiệm mẫu tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm đến giám sát chất lượng trực tuyến tại các địa điểm công nghiệp, từ phát hiện truyền thống của vật liệu kim loại đến nghiên cứu và phát triển sáng tạo của vật liệu composite, máy kiểm tra đa năng servo điện điều khiển vi tính đang cấu trúc lại mô hình kỹ thuật của thử nghiệm vật liệu với phản ứng cấp mili giây, độ chính xác cấp micron và chức năng thông minh. Với sự hội tụ của công nghệ cảm biến lượng tử, công nghệ sinh đôi kỹ thuật số và công nghệ điện toán cạnh, "động cơ chính xác" này sẽ tiếp tục thúc đẩy khoa học vật liệu đột phá theo chiều cao hơn, tạo động lực cốt lõi cho việc chuyển đổi và nâng cấp sản xuất.