微機控制液壓萬(wàn)能試驗機在拉伸實(shí)驗中的應用
發(fā)布時(shí)間:2018-11-23 來(lái)源:濟南恒思盛大儀器有限公司 瀏覽:次
拉伸實(shí)驗是材料力學(xué)性能測試中的重要實(shí)驗。傳統的拉伸實(shí)驗采用的設備一般都是液壓萬(wàn)能試驗機。隨著(zhù)電測電控技術(shù)在試驗機上的廣泛應用,市場(chǎng)上相繼開(kāi)發(fā)了微機控制電子萬(wàn)能試驗機和微機控制液壓伺服萬(wàn)能試驗機。微機控制液壓萬(wàn)能試驗機仍然采用液壓油作為動(dòng)力源,與老式液壓萬(wàn)能試驗機不同之處是采用液壓加荷與微機系統相結合的技術(shù),利用計算機對試驗進(jìn)行數據采集、數據處理及圖形顯示,從而使試驗機功能更完善,操作更便捷,數據更準確。另外,微機液壓伺服萬(wàn)能試驗機與微機電子萬(wàn)能試驗機比較,其的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力性強,加荷范圍寬?! ?BR> 1試驗機的主要結構及工作原理
WAW系列微機控制液壓萬(wàn)能試驗機主要結構可分為兩大部分:(液壓)加荷系統和測量系統。加荷系統通過(guò)油缸活塞把力傳遞給固定在試驗臺下面的負荷傳感器,由負荷傳感器把力信號轉換成電信號傳送給測量系統。通過(guò)測量系統對數據進(jìn)行處理、分析,從而得出試驗結果。
加荷系統包括主機和液壓源。主機主要由機座(內部為主工作油缸)、試臺、上橫梁、下橫梁、夾持部分、絲杠、光杠等組成,是試驗的執行機構。上下橫梁之間形成拉伸空間,可以實(shí)現試樣拉伸變形;下橫梁和試臺形成壓縮空間,可以實(shí)現試樣壓縮、彎曲、剪切等變形。因此,該種萬(wàn)能試驗機又被稱(chēng)為雙空間萬(wàn)能試驗機。液壓源主要由電機、油泵、油箱、控制電器等部分組成,是試驗機的動(dòng)力供給機構。打開(kāi)油泵控制開(kāi)關(guān),通過(guò)計算機對伺服閥的控制來(lái)實(shí)現活塞的上升和下降。
測量系統由工控機和計算機組成,它主要完成數據的采集和處理。工控機的工作原理如下圖:
計算機通過(guò)串行口與工控機相聯(lián),通過(guò)實(shí)驗軟件對工控機采集到的數據進(jìn)行處理,如傳感器示值顯示、試驗曲線(xiàn)顯示、試驗結果處理及試驗報告打印等?!?BR> 2 試驗機在拉伸實(shí)驗中的應用
微機液壓伺服萬(wàn)能試驗機是一種先進(jìn)的材料試驗機,利用它在拉伸實(shí)驗中測試金屬材料的力學(xué)性能,可以測試的性能指標有:上屈服強度、屈服強度、力、抗拉強度、規定非比例延伸強度、彈性模量、斷后伸長(cháng)率。其中規定非比例延伸強度、彈性模量需通過(guò)安裝電子引伸計測得。下面介紹一下應用微機液壓萬(wàn)能試驗機在拉伸實(shí)驗中測試金屬材料性能的主要步驟:
(1)選用及裝卡夾塊;
(2)順序開(kāi)機:顯示器→打印機→計算機→工控機→啟動(dòng)試驗軟件→液壓源;
(3)進(jìn)入試驗窗口,選擇試驗方案;測量試樣尺寸,輸入相關(guān)試驗參數;
(4)裝卡試樣;
(5)安裝引伸計,以備測彈性模量和規定非比例延伸強度;
(6)傳感器示值清零,開(kāi)關(guān)轉換到加荷檔,點(diǎn)擊試驗窗口的“運行”按鈕,進(jìn)入試驗狀態(tài);
(7)直到試樣拉斷,保存試驗數據;
(8)取下試樣,再把開(kāi)關(guān)轉換到快退檔,使活塞退回到底;
(9)如果需要的話(huà),可以輸出打印試驗報告單;
(10)關(guān)機:液壓源→退出試驗軟件→工控機→計算機→顯示器→打印機。
從以上實(shí)驗過(guò)程可以看出,利用微機液壓伺服萬(wàn)能試驗機測試材料的力學(xué)性能操作簡(jiǎn)捷方便,自動(dòng)化程度高。由于該試驗機的測量系統本身能自動(dòng)采集數據、自動(dòng)處理數據,因此省去了數據記錄、數據計算的過(guò)程,也避免了很多人為誤差,使測量結果更準確。例如,測定低碳鋼的彈性模量,只要安裝了引伸計,按規定步驟運行試驗,就可以在試驗結果中直接讀值。而傳統的液壓萬(wàn)能試驗機測定彈性模量要采用等量逐級加載方法邊加載邊記錄,還要計算,既麻煩又存在人為誤差。同樣,利用微機液壓伺服萬(wàn)能試驗機測定金屬拉伸時(shí)的強度和塑性指標,也具有老式液壓萬(wàn)能試驗機不可比擬的優(yōu)點(diǎn),即可以直接讀取指標數據,不必讀表、記錄、計算。
3操作要點(diǎn)說(shuō)明
(1)關(guān)于夾塊的選用及裝卡:圓試樣選擇V型夾塊,扁試樣選擇平夾塊。當試樣尺寸在夾塊的臨界尺寸時(shí),盡量選用尺寸較小的一種。如WAW的V型夾塊有Φ13-Φ26,Φ26-Φ40,如果試樣尺寸為Φ26,則應盡量選擇Φ13-Φ26的夾塊。
裝夾塊時(shí),油泵電機切勿啟動(dòng),并讓機器處于斷電狀態(tài)。將夾塊推入襯板的燕尾槽內,夾塊有倒角的一面順著(zhù)試樣受力的方向。鎖緊襯板兩側的小擋板,防止夾塊偏離。
?。?)關(guān)于開(kāi)機順序:當試驗軟件完全啟動(dòng),進(jìn)入聯(lián)機狀態(tài)后,機器才能運行(油泵才能啟動(dòng))。所以在進(jìn)行試機前,測量系統必須先啟動(dòng),開(kāi)機順序為:顯示器→打印機→計算機→工控機→啟動(dòng)試驗軟件→液壓源。
?。?)關(guān)于試樣的裝卡:試樣夾緊,圓試樣夾在V型夾塊的中間,扁試樣須垂直于夾塊,不能傾斜。夾持部分要足夠長(cháng),少要為夾塊長(cháng)度的3/4。上下夾頭夾緊時(shí),嚴禁升降橫梁。
?。?)關(guān)于力值清零:在軟件主界面上有傳感器欄,用來(lái)顯示采樣的數據,能顯示4種傳感器的值,即試驗力、位移、引伸計、峰值力。一般在夾緊試件、裝夾引伸計之后,要將各傳感器清零才能開(kāi)始運行試驗。但是力傳感器的清零比較特殊,先是將拉伸夾具上夾頭夾緊,然后調整下橫梁到適當的位置,把力值清零,再夾緊下夾頭。
?。?)關(guān)于開(kāi)關(guān)的轉換:液壓源面板上的轉換開(kāi)關(guān)用來(lái)控制油路的轉換。試驗開(kāi)始運行時(shí)將開(kāi)關(guān)打到“加荷”檔;試驗結束后,必須先取下試樣,再把開(kāi)關(guān)轉換到“快退”檔,使活塞退回到底。如果先把活塞下降會(huì )使斷裂的試樣互相抵住,破壞鉗口。
?。?)關(guān)于引伸計:微機控制液壓萬(wàn)能試驗機還有一個(gè)重要的附件,即電子引伸計。電子引伸計是感受試件變形的傳感器,主要用于試樣變形較小的試驗,如測定材料彈性模量和規定非比例延伸強度。如果不需要測定這兩個(gè)性能指標,則不必安裝引伸計。
在裝夾電子引伸計時(shí),將電子引伸計輕輕拿起,把標距桿墊片卡在力臂與標距桿之間,壓緊兩力臂,使兩刀刃垂直接觸試樣,用彈簧或橡皮筋將引伸計綁在試樣上,裝好后取出標距桿墊片,使力臂與標距桿之間保持0.5mm的間隙。另外,要保護好電子引伸計,不要摔碰,刃口保持鋒利,標距桿兩端的螺釘不要取下,以防兩臂開(kāi)度無(wú)限制張開(kāi),造成應變片及彈簧片變形,造成電子引伸計損壞。
試驗中途,當變形達到試驗方案設置的引伸計切換點(diǎn)時(shí),即當材料達到屈服極限時(shí),應迅速取下引伸計(此時(shí)程序有提示窗口)。
微機控制液壓萬(wàn)能試驗機不僅可以做拉伸實(shí)驗,還可以實(shí)現壓縮、彎曲、剪切等實(shí)驗。拉伸實(shí)驗是基本實(shí)驗,因此,這里我們以拉伸實(shí)驗為主,介紹了微機控制液壓萬(wàn)能試驗機的應用。