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机械式wan能试验机测控系统的研究与开发

柔绞煮忆 2008-03-03
我的毕业设计课题如上。要求:用labwindows系统建立平台与传统的机械式wan能实验机建立连接,使机械式wan能试验机能实现“数字话”,与电脑交互时势同步显示数据以及曲线图形并进行分析... 我的毕业设计课题如上。 要求:用labwindows系统建立平台与传统的机械式wan能实验机建立连接,使机械式wan能试验机能实现“数字话”,与电脑交互时势同步显示数据以及曲线图形并进行分析。 希望大家能给我点帮助,什么文献综述啊开题报告啊之类的东西,当然Z重要的还是课题的研究方面,非常希望能得到大家的帮助,提供一些相关方面的资料~~
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天彩爱夏
摘要 本文通过对材料力学拉伸实验的教学体会,全面介绍了微机控制液压wan能实验机的功能特点、结构原理及操作要点,旨在对微机控制液压wan能试验机的推广应用提供有益的参考。
关键词 微机控制液压wan能试验机;力学性能;结构;应用

引言

拉伸实验是材料力学性能测试中的重要实验。传统的拉伸实验采用的设备一般都是液压wan能试验机。随着电测电控技术在试验机上的广泛应用,市场上相继开发了微机控制电子wan能试验机和微机控制液压伺服wan能试验机。我校材料力学实验室于2005年购进了上海新三思集团生产的SHT4000系列微机控制液压伺服wan能试验机。这种试验机仍然采用液压油作为动力源,与老式液压wan能试验机不同之处是采用液压加荷与微机系统相结合的技术,利用计算机对试验进行数据采集、数据处理及图形显示,从而使试验机功能更完善,操作更便捷,数据更准确。另外,微机液压伺服wan能试验机与微机电子wan能试验机比较,其Z大的优点是动力性强,加荷范围宽。以上海新三思产品为例,SHT4000系列微机控制液压伺服wan能试验机Z大负荷可以达到2000kN,同时该厂diyi家研制成功了600 kN电子wan能试验机。

1试验机的主要结构及工作原理

SHT系列微机控制液压wan能试验机主要结构可分为两大部分:(液压)加荷系统和测量系统。加荷系统通过油缸活塞把力传递给固定在试验台下面的负荷传感器,由负荷传感器把力信号转换成电信号传送给测量系统。通过测量系统对数据进行处理、分析,从而得出试验结果。
加荷系统包括主机和液压源。主机主要由机座(内部为主工作油缸)、试台、上横梁、下横梁、夹持部分、丝杠、光杠等组成,是试验的执行机构。上下横梁之间形成拉伸空间,可以实现试样拉伸变形;下横梁和试台形成压缩空间,可以实现试样压缩、弯曲、剪切等变形。因此,该种wan能试验机又被称为双空间wan能试验机。液压源主要由电机、油泵、油箱、控制电器等部分组成,是试验机的动力供给机构。打开油泵控制开关,通过计算机对伺服阀的控制来实现活塞的上升和下降。

测量系统由工控机和计算机组成,它主要完成数据的采集和处理。工控机的工作原理如下图:
计算机通过串行口与工控机相联,通过实验软件对工控机采集到的数据进行处理,如传感器示值显示、试验曲线显示、试验结果处理及试验报告打印等。

2 试验机在拉伸实验中的应用

微机液压伺服wan能试验机是一种先进的材料试验机,利用它在拉伸实验中测试金属材料的力学性能,可以测试的性能指标有:上屈服强度、屈服强度、Z大力、抗拉强度、规定非比例延伸强度、弹性模量、断后伸长率。其中规定非比例延伸强度、弹性模量需通过安装电子引伸计测得。下面介绍一下应用微机液压wan能试验机在拉伸实验中测试金属材料性能的主要步骤:
(1)选用及装卡夹块;
(2)顺序开机:显示器→打印机→计算机→工控机→启动试验软件→液压源;
(3)进入试验窗口,选择试验方案;测量试样尺寸,输入相关试验参数;
(4)装卡试样;
(5)安装引伸计,以备测弹性模量和规定非比例延伸强度;
(6)传感器示值清零,开关转换到加荷档,点击试验窗口的“运行”按钮,进入试验状态;
(7)直到试样拉断,保存试验数据;
(8)取下试样,再把开关转换到快退档,使活塞退回到底;
(9)如果需要的话,可以输出打印试验报告单;
(10)关机:液压源→退出试验软件→工控机→计算机→显示器→打印机。
从以上实验过程可以看出,利用微机液压伺服wan能试验机测试材料的力学性能操作简捷方便,自动化程度高。由于该试验机的测量系统本身能自动采集数据、自动处理数据,因此省去了数据记录、数据计算的过程,也避免了很多人为误差,使测量结果更准确。例如,测定低碳钢的弹性模量,只要安装了引伸计,按规定步骤运行试验,就可以在试验结果中直接读值。而传统的液压wan能试验机测定弹性模量要采用等量逐级加载方法边加载边记录,Z后还要计算,既麻烦又存在人为误差。同样,利用微机液压伺服wan能试验机测定金属拉伸时的强度和塑性指标,也具有老式液压wan能试验机不可比拟的优点,即可以直接读取指标数据,不必读表、记录、计算。
3操作要点说明

(1)关于夹块的选用及装卡:圆试样选择V型夹块,扁试样选择平夹块。当试样尺寸在夹块的临界尺寸时,尽量选用尺寸较小的一种。如SHT4305的V型夹块有Φ15-Φ30,Φ30-Φ45,Φ45-Φ60三种,如果试样尺寸为Φ30,则应尽量选择Φ15-Φ30的夹块。
装夹块时,油泵电机切勿启动,并让机器处于断电状态。将夹块推入衬板的燕尾槽内,夹块有倒角的一面顺着试样受力的方向。锁紧衬板两侧的小挡板,防止夹块偏离。
(2)关于开机顺序:当试验软件完全启动,进入联机状态后,机器才能运行(油泵才能启动)。所以在进行试机前,测量系统必须先启动,开机顺序为:显示器→打印机→计算机→工控机→启动试验软件→液压源。
(3)关于试样的装卡:试样夹紧,圆试样夹在V型夹块的中间,扁试样须垂直于夹块,不能倾斜。夹持部分要足够长,Z少要为夹块长度的3/4。上下夹头夹紧时,严禁升降横梁。
(4)关于力值清零:在软件主界面上有传感器栏,用来显示采样的数据,能显示4种传感器的值,即试验力、位移、引伸计、峰值力。一般在夹紧试件、装夹引伸计之后,要将各传感器清零才能开始运行试验。但是力传感器的清零比较特殊,先是将拉伸夹具上夹头夹紧,然后调整下横梁到适当的位置,把力值清零,再夹紧下夹头。
(5)关于开关的转换:液压源面板上的转换开关用来控制油路的转换。试验开始运行时将开关打到“加荷”档;试验结束后,必须先取下试样,再把开关转换到“快退”档,使活塞退回到底。如果先把活塞下降会使断裂的试样互相抵住,破坏钳口。
(6)关于引伸计:微机控制液压wan能试验机还有一个重要的附件,即电子引伸计。电子引伸计是感受试件变形的传感器,主要用于试样变形较小的试验,如测定材料弹性模量和规定非比例延伸强度。如果不需要测定这两个性能指标,则不必安装引伸计。
在装夹电子引伸计时,将电子引伸计轻轻拿起,把标距杆垫片卡在力臂与标距杆之间,压紧两力臂,使两刀刃垂直接触试样,用弹簧或橡皮筋将引伸计绑在试样上,装好后取出标距杆垫片,使力臂与标距杆之间保持0.5mm的间隙。另外,要保护好电子引伸计,不要摔碰,刃口保持锋利,标距杆两端的螺钉不要取下,以防两臂开度无限制张开,造成应变片及弹簧片变形,造成电子引伸计损坏。
试验中途,当变形达到试验方案设置的引伸计切换点时,即当材料达到屈服极限时,应迅速取下引伸计(此时程序有提示窗口)。
微机控制液压wan能试验机不仅可以做拉伸实验,还可以实现压缩、弯曲、剪切等实验。拉伸实验是基本实验,因此,这里我们以拉伸实验为主,介绍了微机控制液压wan能试验机的应用。
11 0 2008-03-15 0条评论 回复
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19 0 2008-03-04 0条评论 回复
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