试验机夹具的选择

一、一台试验机必须配备有加力装置，夹具、有力值的显示装置以及记录的显示。夹具在试验机中是非常重要的。在试验过程中，我们需要夹具来夹持试验材料（产品），通过加力装置，荔枝显示装置和记录来判断试验中材料（产品）是否合格或知否达到了预定的性能



一、试验机必须具备三个要素:
       一台试验机必须配备有加力装置：有夹具；有力值显示装置和记录。可见夹具在试验机中的重要性，我们通过夹具夹持试样（或产品），通过加力装置，力值显示装置和记录来判断材料（或成品）是否合格和达到预定的性〗能指标，没有可靠的夹具，这些就无法判断。夹具是试验机中根据材料试样变化而一个经常变化的部分，不同的材料需要不同的夹具，它是试验能否顺利进行及试验结果准确度高低的一个重要因素，合理正确的使用夹具有利╳于试验顺利的进行，随着科学技术的发展，各行∏各业对材料的要求越来越高，致使新材料不断的出现,对夹具的设计提出了更高的要◣求。
        夹具根据试验方法不同，大致可分为: 拉伸类夹具、压缩类夹具、弯曲类夹具、剥离类夹具、剪切类夹具等，其中拉伸类夹具约占夹具总量的80％左右。
二、夹具的基本性能
1.夹具对♀强度要求：
       通过夹具夹持试样（或产品）对试样进行加力，夹具所能承受的试验力的大小是夹具的一个〗很重要的指标，它决定了夹具结构的大小及夹具操作的劳动强度的大小，试样材质有金属和非金属之分，形状有大小之分,材料的成★分组成各种各样，试样所能承受的试验力小到几十厘牛（如¤纺织用氨纶丝），大到几十吨如普〓通钢材等国内最大的电子式万能试验机试验力为♂600KN,0.5级机，试样尺寸『小到直径φ0.006mm的金丝，大到直径1m的PVC管材等，这就要求根据不同的试验力、试样的形状大小选择设计不同的夹具.
2. 对夹具材料的要求。
a. 对一般的金属及非金属试样, 夹具的钳口直接与试样接触，一般都选用优质合金结构钢，合金高碳钢或低碳合金钢、冷作模具钢等，通过适当的热处理工艺淬回火、渗碳淬火等增加其强度、耐磨性. 有时也在钳口处镶装特种钢材◥,或在钳口表面喷涂金钢砂等.
b. 对一些小试验力的夹具，与试样接触的表面采用粘软质胶皮等。（例如：塑料薄膜、纤维丝等试样的夹具夹持面,）
c. 夹具体一般采用优质中碳钢、合金结构钢，通过适当的热处理工艺增加其力学性能。有时为了减轻重量也采用铝合金㊣等有色金属及特种金属。有时也采用铸造结构铸钢,铸铝等
3. 对夹具结构的要求。夹具的设计主要依据】材料的试验标准及试样（特指成品及半成品）的型状及材质。以上所说的试验标准是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等，还有企业标准、行业标准等，这些标准中一般都对试样制样及试验方法都有严格的规定，我们可以根据试样及试验方法的不同设计不同的夹具。
对于」特殊试样（成品及半成品的）使用的≡夹具，主要根据试样的型状及材质设计夹具。
三、夹具◤的结构
夹具本身没有固定的结构（如金属丝可采用缠绕方式夹紧,也可采用两个平板夹紧，金属薄板试样可采用ξ　楔形夹紧方式，也可采用对夹夹紧方式），这和主机有明显的区别，主机国内、国外的大同小异，而夹具国卐外的、国内的区别很大，不同公司间也有大的区别。这主要取决于公司的整体水平，设计人员的经验的积累。国外的夹具，如INSTRON、MTS、ZWICK等公司的夹具一般做工细致,可靠性较高，但价格较高，处在高端市场，而国内的，如SANS的夹具，由于涉◆足行业广，在国内的市场分额□大，在一定程度〒上可以取代国外的夹具,处在中高端市场,但在一些新材料,特种材料用夹具上国内与国外水平还有一定差距。
夹具本身就是一个锁紧机构，我们知道机械上的锁紧结构有：缧纹（即螺纹，螺钉，螺母）、斜面、偏心轮、杠杆等，夹具就是这些结构的组合体。试验机用夹具在结构上没有固定的模式, 根据不同的试样及试验力大＠ 小,在结构上差别很大.大试验力的试样一般采用斜面夹紧结构,随试验力的增加,夹紧力随□　之增加，台肩试样采用悬挂结构等，如果夹具按结构划分，可分为楔形类夹具（指采用斜面锁紧原理结构的夹具）、对夹类夹具（指采用单面或双面螺纹顶紧原理结构的夹具）、缠绕类夹具（指试样通过缠绕方式锁紧的夹√具）、偏心类夹具指采用（偏心锁紧原理结构的夹〓具）、杠杆类夹具（指采用杠杆力放大原♂理结构的夹具）、台肩类夹具（指适用于台肩试样的夹具）、螺栓类夹具（指适用于螺栓、螺钉、螺柱等测试螺纹强度的夹具）、90°剥离类夹具（指适用于两试样进行垂具，直剥离的↘夹具）等。这些夹具的结构各有各的优缺点，例如：楔形夹具，初始夹★紧力小，随试验力增加。夹紧力随之增加。对夹夹具，初始夹紧力大，随试验力增加。夹紧力随之减小。
四、夹具适用性的判断标准
对夹具适用性的判定很难界定，由于夹具结构的特殊性,对一种夹具,有时我们很难确定∞它到底更适合那种试样，但不能说没有办『法，有以下几▲点供参考：
1 夹具是否使用方便、安全。
2 夹持〓是否可靠，不能有打滑现象。
3 做试◥验过程中，试样断点好。数据离散性小。（即试样不断钳口、钳口内、平行段或标距外）
五、夹具现状及发展趋势
1试验机的发展方向是由制样检测向制品（即成品、半成品）检∑测方向发展，这就要求与之相适应的夹具由原用于标准试样试验的夹具向用▓于成品检测的夹具发展。
2 夹具的使用向高效率，低劳动强度的方向发展，过去的夹具一般采用机械锁紧，费时费力, 劳动强度大，效率低，随着工作环境的改善，及大批量试验生产流水线随机抽检的需要，夹具的Ψ夹紧方式由原来的机械夹紧向气压夹紧，液压々夹紧等方向发展。
3 全自动夹具
从试样尺寸测量到←装夹，再到开始试验，最后出测试报告一次↘完成。此类夹具成本很高，仅适用于大批量的相同试样或成品的测试和检验。
4 环境试验（高低温试验）的增多, 使用于高低温的夹具增多，环境试验（高低温箱）的增多，给夹具的设计增加ξ　了难度，我们知道高温拉伸试验国家标准都有规定，圆试样用螺纹，板试样上有孔。由于连接㊣方式固定,所以夹具的设计较为简单,但高低温试验却不同，它一般是在高低温箱中做试验,它的试样一般标距短（一般为常温试样）。这样一来夹具就必须装在高低温箱内，高低温试验一般由于试验机行程受限制（试验机在装＠标准夹具时行程）这就要求夹具体积小，又要满足◇试验力，又要耐高温、低温,一般比较〒难设计。
5 连续试验夹具增多
由于过去一←般是制样检测，试样的拉伸、压缩是分开进行的（即拉伸、压缩是用不同的夹具进行的），而现在成品◣检测越来越多，试样在同一次试验中又要受拉伸，又要︼受压缩，又要有高的效率，只能ξ　用同一种夹具即做拉伸又做压缩。
6特殊行业用试验夹具增多
随着科学技术的发展，一些新兴的行业对试验用夹具提出了新的要求，例如要求夹具结构小、无磁性，耐腐蚀（在溶液中做试验）等等。
六、夹具设计中存在的难点〓
7钢丝、钢绞线由于试样硬度高，内部结构相对◥松散，在拉伸试验ζ过程中受力不均匀，夹持试样的钳口易磨∩损等原因，夹具∩一直未得到好的解决。
8大试验力、大直径的尼龙绳，由※于变形过大，夹持困难，夹具的设计也是一个难点。
由于试验机夹具使用的♂特殊性,以及新材料的不断出现,夹具的设计一直处在被动的局面,我们每天都会碰到新材料∞，需要设计新的夹具，总结过去成功的经验▅。