GB/T16491-2022《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》作为材料力学性能测试领域的重要国家标准，对试验设备的性能、测试方法和精度提出了明确要求。北京北广精仪仪器有限公司生产的BWN-10kn型号万能拉力试验机，严格遵循该标准设计、制造与检定，是一款适用于多种材料力学性能测试的精密仪器。本机在设计上秉持实用与可靠的理念，致力于为科研机构、大专院校、企业质检部门及各类检测实验室提供稳定、高效的测试解决方案，满足从研发到质量控制各环节的需求。

BWN-10kn试验机以其广泛的测试适用性、精准的控制系统和强大的数据处理能力为核心特点。仪器整体采用双柱式结构，运行平稳，刚性优良，结合先进的微电脑测控技术，能够对材料的各项静力学性能进行客观评估。本文档将对该设备的技术参数、功能特点、操作规范及应用范围进行详细阐述，特别针对外墙保温材料的力学性能测试需求进行优化说明。

一、设备概述与测试应用范围

GB/T16491-2022外墙保温材料拉力试验机是一款集拉伸、压缩、弯曲、剥离、撕裂、剪切等多种试验功能于一体的多功能材料试验设备。其核心控制系统基于高性能处理器平台，实现了对试验过程的精确数字闭环控制，确保测试数据准确可靠。

主要测试材料覆盖范围

该设备设计用于测试以下广泛的材料类别，彰显了其强大的通用性：

非金属材料‌：塑料、橡胶、发泡材料、薄膜、软包装、管材、纺织物、纤维、土工布、复合材料、高分子材料、纸张、胶带、皮革、安全带等。这些材料在外墙保温系统中广泛应用，如保温板、粘结剂、密封材料等。

金属材料‌：弹簧钢、不锈钢、铸件、铜管、有色金属、汽车零部件、合金材料等。虽然外墙保温系统以非金属材料为主，但金属连接件和固定件的力学性能同样重要。

主要测试项目涵盖

基本力学性能测试‌：拉伸、压缩、弯曲。这些测试项目是评估材料基本力学性能的基础，对于外墙保温材料的强度、刚度和稳定性至关重要。

破坏性性能测试‌：撕裂。外墙保温材料在安装和使用过程中可能受到撕裂作用，如风压、施工操作等，因此撕裂性能测试是评估其耐久性的重要手段。

结合与界面性能测试‌：90°剥离、180°剥离、剪切、粘合力、拔出力。这些测试项目对于评估外墙保温系统中各层材料之间的粘结性能、界面结合强度等关键指标具有重要意义。

变形性能测试‌：延伸伸长率测试。外墙保温材料在受到外力作用时会发生变形，延伸率测试可以评估材料的变形能力和恢复性能。

通过更换不同的夹具和辅具，一台BWN-10kn主机即可完成上述绝大部分材料的力学性能试验，有效降低了用户的设备投入成本，提升了实验室的空间和功能利用率。这对于外墙保温材料的生产企业、质检机构和科研单位来说，意味着更高的测试效率和更全面的性能评估能力。

二、主机核心技术规格

A. 测力系统

力量传感器‌：采用高精度美国传力(Transcell)品牌传感器，标准配置为10KN容量。该传感器以其长期稳定性和可靠性著称，能够在外墙保温材料的长期使用过程中保持测试精度。

力量精度‌：示值精度优于±0.5%，符合并优于GB/T16491-2022标准对1级试验机的要求。这一精度水平确保了外墙保温材料力学性能测试数据的准确性和可靠性。

力量解析度‌：最高可达1/100,000（依A/D转换及软件设置），能够灵敏地捕捉材料受力过程中的细微变化。这对于评估外墙保温材料的微观力学性能具有重要意义。

容量分段与动态切换‌：系统具备全程七档自动或手动量程切换功能（×1, ×2, ×5, ×10, ×20, ×50, ×100），确保在不同量程段均能获得最佳的测试分辨率。这一功能使得设备能够适应外墙保温材料从软质到硬质的广泛测试需求。

数据采集‌：采用24位高精度模数转换器（A/D），采样频率高达200Hz，确保动态试验数据无遗漏。这对于外墙保温材料在动态加载条件下的力学性能测试尤为重要。

B. 控制系统与驱动

控制核心‌：基于ARM和CPLD高速处理器平台，主频达72MHz，实现快速、精准的运算与控制。这一高性能控制核心确保了外墙保温材料力学性能测试的准确性和实时性。

控制方式‌：采用自适应PID闭环控制算法，实现了对力、位移、变形三个通道的精确数字闭环控制。支持多种控制模式：

定速度控制：适用于外墙保温材料的常规拉伸、压缩、弯曲等测试。

定应力控制：用于评估外墙保温材料在特定应力下的变形行为。

定应变控制：用于研究外墙保温材料的应变硬化或软化特性。

定应力速率控制：模拟外墙保温材料在实际使用中的应力加载速率。

定应变速率控制：评估外墙保温材料在不同应变速率下的力学响应。

速度范围‌：无级调速，范围宽广，从0.01 mm/min到500 mm/min，既能满足蠕变等超低速试验，也能完成某些快速测试要求。特殊速度可根据客户需求定制。这一速度范围使得设备能够适应外墙保温材料从静态到动态的广泛测试需求。

驱动系统‌：采用步进电机或伺服电机（依配置）配合精密减速机驱动，通过高精度滚珠丝杆（品牌如台湾ABBA）传递动力，确保横梁运行平稳、无爬行、低噪音。这一驱动系统保证了外墙保温材料力学性能测试的稳定性和可靠性。

数据传输‌：标准配置RS232串行通讯接口，亦可支持USB2.0高速通讯，与上位机软件稳定连接。这使得设备能够轻松集成到外墙保温材料生产企业的自动化测试系统中。

C. 位移与变形测量系统

位移测量‌：采用高精度光电编码器，位移分辨率高，测量精度高。对于外墙保温材料的力学性能测试，位移测量是评估材料变形行为的关键指标。

变形测量‌：

小变形测量‌：可选配金属引伸计，用于精确测量试样标距内的微小弹性变形，软件支持试验过程中自动或手动切换以保护引伸计。这对于评估外墙保温材料的弹性模量等参数至关重要。

大变形测量‌：可选配大变形测量装置，适用于橡胶、薄膜等断裂伸长率较大的材料测试。外墙保温材料中的某些组分可能具有较大的变形能力，因此大变形测量装置对于全面评估其力学性能具有重要意义。

D. 机械结构

测试空间（标准规格）‌：有效拉伸行程大，可满足各类标准试样及特殊试样要求。横梁具备快/慢速调整功能，便于试样装夹和对中。这一设计使得设备能够适应外墙保温材料不同尺寸和形状的试样测试需求。

框架‌：双立柱门式框架结构，经过有限元分析优化，具有高刚性、高稳定性的特点，保证了长时间使用的精度保持性。这对于外墙保温材料力学性能的长期稳定性测试尤为重要。

横梁调整‌：具备快速粗调和慢速微调功能，便于试样快速装夹和对中。这一设计提高了外墙保温材料力学性能测试的效率和准确性。

E. 安全保护装置

设备设有多重安全保护措施，确保操作人员和设备安全：

过载紧急停机保护（机械和电子双重保护）。

上下行程极限限位保护（机械限位开关和软件软限位）。

漏电保护自动断电系统。

试样断裂或测试结束自动停机功能。

紧急停止按钮。

这些安全保护装置确保了外墙保温材料力学性能测试过程中的操作安全，减少了意外事故的发生。

F. 操作方式

软件全自动控制‌：通过计算机软件设定并完成全部试验过程。这使得外墙保温材料的力学性能测试更加便捷和高效。

手控盒操作（可选）‌：配备手持式遥控操作盒，可实现横梁的上下移动、停止、速度调节等手动操作，方便试样装夹和位置调整。这一设计为外墙保温材料的现场测试提供了便利。

三、测控软件核心功能

BWN-10kn试验机搭载自主开发的DEPEX系列材料试验机专业测控软件，软件运行于Windows操作系统平台，界面友好，功能强大。

A. 核心功能模块：

试验标准模块化‌：软件预置了丰富的试验方法标准库，涵盖GB（国标）、ASTM（美标）、ISO（国际标准）、DIN（德标）、JIS（日标）、BS（英标）等。用户可直接调用相应标准程序，参数自动匹配，也可自定义和保存独特的测试方法。这对于外墙保温材料的国际标准测试和定制化测试需求具有重要意义。

试样与方案管理‌：软件提供试样信息库，用户可预先录入和管理试样信息，试验时直接关联调用，提升效率。对于外墙保温材料的批量测试，这一功能大大提高了测试效率。

实时图形显示与多曲线对比‌：软件支持实时显示力-时间，变形-时间，位移-时间、应力-时间、应变-时间、力-变形、力-位移、应力-应变等多种曲线。同时，支持“多图显示”功能，可同时观察和对比最多三组不同坐标的曲线，便于深入分析材料性能。这对于外墙保温材料的力学性能分析和研究提供了强大的工具。

强大的数据处理与自动计算‌：软件自动计算并保存多种力学参数，如弹性模量（E）、上屈服强度、下屈服强度、抗拉强度（Rm）、规定塑性延伸强度、断裂总延伸率、能量吸收、剥离力与剥离强度等。对于外墙保温材料的力学性能评估，这些参数提供了全面的数据支持。

灵活的报告系统‌：软件内置双报表编辑器，既可采用专业模板，也可自由编辑任何格式的报告，支持Word和Excel格式输出。这使得外墙保温材料的测试报告更加专业和个性化。

数据管理与安全‌：软件提供数据备份与恢复功能，确保测试数据的安全性和可追溯性。这对于外墙保温材料的质量控制和科研研究具有重要意义。

单位制与语言‌：软件支持多种单位制和语言，便于国际交流和合作。

四、可进行的详细测试项目列举

基于其强大的硬件和软件，BWN-10kn能够执行的测试项目具体可分为：

(一) 通用常规测试项目（直接显示或常规计算）

拉伸应力、拉伸强度

扯断强度、扯断伸长率

定伸应力、定应力伸长率

定应力力值

撕裂强度

任意点力值、任意点伸长率

抽出力

粘合力及取峰值计算

压力试验

粘合力剥离力试验

弯曲试验

拔出力穿刺力试验

这些测试项目涵盖了外墙保温材料的基本力学性能，为材料的质量控制和性能评估提供了全面的数据支持。

(二) 特殊或需深入分析的测试项目

弹性系数（杨氏模量E）‌：材料在弹性变形阶段内，应力与应变的比值，是衡量材料刚性的关键参数。对于外墙保温材料，弹性模量是评估其抗变形能力和稳定性的重要指标。

比例极限‌：应力与应变保持线性正比关系的最大应力值。这一参数对于评估外墙保温材料的线性弹性行为具有重要意义。

弹性极限‌：材料不产生永久塑性变形的最大应力值。外墙保温材料在受到外力作用时，需要保持一定的弹性变形能力，因此弹性极限是评估其性能的重要指标。

屈服现象分析‌：精确识别上屈服点和下屈服点，用于分析材料（如低碳钢）的屈服行为。虽然外墙保温材料以非金属为主，但某些金属连接件和固定件可能涉及屈服行为分析。

屈服强度‌：规定发生一定量永久塑性变形时的应力。对于外墙保温材料中的金属组件，屈服强度是评估其承载能力的重要指标。

弹簧K值（刚度系数）‌：特定弹性元件力与变形的比值。外墙保温系统中的某些弹性组件可能需要评估其刚度系数。

有效弹性与滞后损失‌：特别适用于橡胶、高分子等粘弹性材料，评估其在循环加载中的能量吸收与损耗特性。外墙保温材料中的某些粘弹性组分可能需要评估其能量吸收和损耗特性。

薄片、薄膜的剥离强度测试‌：精确执行90°或180°剥离试验，评估涂层、胶粘剂、复合材料的界面结合性能。外墙保温系统中的粘结层和界面结合性能对于系统的整体性能至关重要。

五、设备基本配置清单

标准配置确保用户开箱即可进行基本拉伸、压缩、弯曲试验：

主机框架：双柱门式结构，含驱动系统

测力传感器：10KN容量

控制系统：含控制器、手控盒(可选)

测量系统：含高精度编码器

精密滚珠丝杆：2根

伺服/步进电机及驱动器：1套

减速机：1台

随机标准夹具：适用于平板试样拉伸

测控软件：DEPEX系列全功能版

品牌计算机：预装软件和操作系统

技术文档：含使用说明书、合格证、保修卡

针对外墙保温材料的专用夹具（如保温板夹具、粘结剂剥离夹具等）以及引伸计、大变形测量装置为可选配件，用户可根据实际测试需求选购。

六、技术性能指标汇总

最大试验力：10kN

试验力精度：≤±0.5%

试验力分辨率：1/100,000（全程分辨率不变）

位移测量精度：≤±0.5%

位移分辨率：0.001 mm

变形测量精度：≤±0.5%（引伸计）

速度范围：0.01 ~ 500 mm/min

速度精度：≤±0.5%

有效试验宽度：350mm（标准）

有效拉伸行程：950mm（标准，不含夹具）

电源：AC 220V ±10%， 50Hz

整机功率：≈600W

工作环境：温度10℃-35℃，湿度20%～80%RH，无强电磁干扰，稳固的基础平台。

七、应用领域

拉力试验机在外墙保温材料领域是个材料检测的“全能选手”，从研发到生产都离不开它。简单来说，它就是通过施加拉力来测试材料的各种力学性能，比如强度、弹性，确保外墙保温材料质量过关。

它的应用领域非常广泛，主要集中在以下几个方面：

材料科学与研发‌：在实验室里，它是开发新外墙保温材料的“试金石”，通过测试抗拉强度、弹性模量等参数，帮助科研人员理解材料的微观结构与宏观性能的关系，推动新材料的创新。

工业制造与质量控制‌：在工业生产线上，它用于金属、塑料、橡胶等外墙保温材料的质量检测，确保产品符合标准。例如，在建筑行业中，测试外墙保温系统的承载能力和耐久性；在汽车行业中，评估汽车用外墙保温材料的性能。

教学与科研演示‌：在大专院校中，它用于教学演示，帮助学生理解外墙保温材料的力学特性。

特定行业应用‌：

建筑行业‌：用于测试外墙保温系统的整体性能，如粘结强度、抗风压能力等。

节能环保领域‌：评估外墙保温材料的节能效果和环保性能，如导热系数与力学性能的关联性。

安全防护领域‌：测试外墙保温材料的防火性能与力学性能的结合，确保其在火灾条件下的安全性。

八、结语

BWN-10kn万能拉力试验机，严格遵循GB/T16491-2022标准设计、制造与检定，是一款适用于外墙保温材料力学性能测试的精密仪器。其广泛的测试适用性、精准的控制系统和强大的数据处理能力，为外墙保温材料的研发、生产、质检提供了全面而可靠的解决方案。选择BWN-10kn，意味着选择了一个精准、可靠、高效的科研与品控伙伴，它不仅是提升外墙保温材料性能认知与工艺管控水平的关键工具，更是推动企业产品创新、确保核心竞争力的一张通行证。