JB-W500L儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
儀器化擺錘試驗(yàn)機(jī)通常又叫擺錘示波沖擊試驗(yàn)機(jī)或數(shù)字化擺錘試驗(yàn)機(jī)，是目前擺錘試驗(yàn)機(jī)中zui高檔的一種產(chǎn)品。我單位經(jīng)過(guò)五年的努力，成功開(kāi)發(fā)出了儀器化擺錘試驗(yàn)機(jī)（數(shù)字化沖擊試驗(yàn)機(jī)），我單位開(kāi)發(fā)的儀器化擺錘試驗(yàn)機(jī)沖擊能量測(cè)控系統(tǒng)采用*的虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)，功能完善、操作方便、測(cè)試精度高，是一套可以與國(guó)外同類產(chǎn)品媲美的系統(tǒng)。
二、使用領(lǐng)域
廣泛應(yīng)用于機(jī)械冶金，航空航天，大專院校、科研院所、核電等各領(lǐng)域用于測(cè)量金屬材料的沖擊韌性值和金屬材料在動(dòng)負(fù)荷下的抗沖擊能力。
三、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
該機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)：ISO14556:2000《Steel-Charpy V-notch pendulum impact test-Instrumented test method》；GB/T19748-2005《鋼材夏比V型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)方法》；GB/T3808-2002《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)》；GB/T229《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》；GB/T18658《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)用夏比V型缺口標(biāo)準(zhǔn)試樣》及ASTME23
四、方案描述
該設(shè)備可完成以下功能：揚(yáng)擺；放擺；沖擊；擺錘制動(dòng)；沖擊后自動(dòng)掛擺；擺動(dòng)揚(yáng)擺；空打標(biāo)定；周期檢測(cè)；無(wú)效試驗(yàn)判別；報(bào)告自動(dòng)生成；簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)庫(kù)；揚(yáng)角測(cè)試；能量損耗測(cè)試；數(shù)據(jù)、曲線的保存和再現(xiàn)、打印，波形光標(biāo)讀數(shù)；
測(cè)試數(shù)據(jù)包括：沖擊速度，沖擊時(shí)間，沖擊能量，吸收能量，位移，信號(hào)上升時(shí)間，裂紋形成能量，裂紋擴(kuò)展能量，屈服力、zui大力、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始力、不穩(wěn)定擴(kuò)展終止力四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間、位移、能量等24個(gè)數(shù)據(jù)；
測(cè)試曲線包括：載荷－時(shí)間；載荷－位移；能量－時(shí)間；能量－位移；位移－時(shí)間五種。
五、工作原理
測(cè)控系統(tǒng)簡(jiǎn)要工作過(guò)程如下：先通過(guò)軟件給一揚(yáng)擺信號(hào)，此時(shí)編碼器（安裝在擺錘轉(zhuǎn)軸上）開(kāi)始測(cè)試揚(yáng)角，當(dāng)揚(yáng)角接近預(yù)揚(yáng)角時(shí)，再給一停擺信號(hào)，擺錘停在預(yù)揚(yáng)角位置；揚(yáng)好擺、放好試樣后即可做試驗(yàn)，通過(guò)軟件給一沖擊信號(hào)，信號(hào)控制擺錘脫鉤裝置，擺錘脫鉤下擺打擊試樣，在打擊試樣過(guò)程中，沖擊力傳感器（由擺錘刀刃改制而成）測(cè)試試樣所承受的力--時(shí)間曲線，同時(shí)在整個(gè)擺錘動(dòng)作過(guò)程中編碼器一直工作測(cè)試擺錘揚(yáng)角α）與反揚(yáng)角（β），擺錘沖擊完試樣后還具有一定的動(dòng)能，擺錘會(huì)繼續(xù)揚(yáng)到一定高度（反揚(yáng)角β），然后回?cái)[，當(dāng)回?cái)[的揚(yáng)角接近反揚(yáng)角大小時(shí)（動(dòng)能接近0），再給一揚(yáng)擺信號(hào)，使擺錘繼續(xù)上揚(yáng)，當(dāng)達(dá)到預(yù)揚(yáng)角位置時(shí)，軟件再給一停擺信號(hào)，擺錘掛在掛鉤上。此時(shí)，放好試樣即可進(jìn)行下一試驗(yàn)，如果不做試驗(yàn)，通過(guò)軟件給一放擺信號(hào)，擺錘緩慢放到zui低位置，放擺過(guò)程中編碼器測(cè)試放擺角度，當(dāng)接近揚(yáng)角位置時(shí)，給一停擺信號(hào)，擺錘停在zui低位置。根據(jù)編碼器測(cè)得的沖擊過(guò)程中的揚(yáng)角（α）和反揚(yáng)角（β）可以由公式（1）計(jì)算出試樣的吸收能量。由沖擊力傳感器測(cè)得的力---時(shí)間曲線，通過(guò)運(yùn)算可以得到能量---時(shí)間、能量---位移、力---位移曲線，并且通過(guò)對(duì)曲線上特征的分析可以給出四個(gè)特征值點(diǎn)（屈服點(diǎn)、zui大值點(diǎn)、失穩(wěn)起始點(diǎn)、失穩(wěn)終止點(diǎn)）的測(cè)試數(shù)據(jù)。
W =mgl（cosβ—cosα ）（1）
式中：Wα--擺錘的揚(yáng)角（°）/β--擺錘打擊完試樣后的反揚(yáng)角（°）。--試樣的吸收能量（J） /m--擺錘的質(zhì)量（kg）/g--試驗(yàn)地的重力加速度（m／s2）/
六、技術(shù)指標(biāo)
1. 沖擊能量： 500J
2. 標(biāo)度盤(pán)刻度范圍：0～500J,每小格分度值5J；
3. 沖擊刀刃圓弧半徑： 2～2.5mm；
4. 擺錘中心至沖擊點(diǎn)（試驗(yàn)中心）距離: 800 mm
5. 擺錘預(yù)揚(yáng)角: 150°
6. 沖擊速度: 5.4 m/S
7. 試樣支座跨距: 40 mm
8. 試樣支座端部圓弧半徑: 1-1.5 mm
9. 試樣支座支撐面傾角: 0°
10. 沖擊刀圓弧半徑: 2-2.5 mm
11. 沖擊刀兩斜面夾角: 30°
12. 沖擊刀刃厚度: 16 mm
13. 試樣規(guī)格: 10*10*55 mm
14. 試驗(yàn)機(jī)重量: 約550KG
15. 試驗(yàn)機(jī)外形尺寸: 800*602*1438 mm
16. 電源: 三相四線制50HZ380V180W（主電機(jī)）
17. 載荷傳感器：量程50kN，精度優(yōu)于1%；
18. 角位移傳感器：精度0.1°；
19. 角度分辨率： 0.025°
20. 旋轉(zhuǎn)編碼器：3600線
21. 數(shù)據(jù)采集卡：國(guó)外進(jìn)口的高性能數(shù)據(jù)采集卡，采樣率≥1．25M
七、測(cè)控軟件及操作說(shuō)明
1、軟件主界面說(shuō)明
測(cè)試界面如圖1所示，標(biāo)題為“擺錘示波沖擊能量測(cè)控系
圖1能量測(cè)控主界面
界面左上角為功能菜單操作區(qū)，可以進(jìn)行各功能操作，依次為：調(diào)零、揚(yáng)擺、空打標(biāo)定、試驗(yàn)、放擺、擺動(dòng)場(chǎng)擺、檢測(cè)報(bào)告、數(shù)據(jù)保存（excel）、參數(shù)修改、周期檢測(cè)、能量損耗測(cè)試、退出。其中調(diào)零、揚(yáng)擺、檢測(cè)報(bào)告、周期檢測(cè)可以單獨(dú)執(zhí)行；空打標(biāo)定、試驗(yàn)、放擺、能量損耗測(cè)試四項(xiàng)操作需在揚(yáng)擺后方可操作；擺動(dòng)揚(yáng)擺是擺錘在擺動(dòng)狀態(tài)下?lián)P擺用；數(shù)據(jù)保存需在有測(cè)試數(shù)據(jù)后方可操作；參數(shù)修改只有在安裝該軟件后*次運(yùn)行程序時(shí)和力傳感器重新檢定時(shí)才用；能量損耗測(cè)試用于自動(dòng)測(cè)試擺錘試驗(yàn)機(jī)10個(gè)半周期的能量損耗。
界面中間部分為波形和數(shù)據(jù)顯示區(qū)：中間的zui下方為幾個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果，試驗(yàn)完后直接顯示，波形及數(shù)據(jù)顯示為三個(gè)層疊式的框，點(diǎn)擊左上角相應(yīng)框的選擇可以看到：力（能量、位移）一時(shí)間波形、力（能量）一位移波形、測(cè)試數(shù)據(jù)，其中力（能量、位移）一時(shí)間波形為三個(gè)波形，需選擇切換分別顯示，選擇及刷新按鈕在界面的右下角，力（能量）一位移波形的選擇切換顯示相同。波形顯示區(qū)的下方有一行波形顯示操作功能區(qū)，從左到右依次為： “坐標(biāo)示值"，指的是波形圖中光標(biāo)處的坐標(biāo)值，光標(biāo)既可以鎖定到益線上，顯示曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值，也可以不鎖定到曲線上，顯示圖中任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值； “圖形放縮”，該框內(nèi)有幾個(gè)按鈕，既可以整個(gè)整個(gè)放縮圖形，也可以局部放縮圖形，既可以放大X軸，也可以放大Y軸。
界面波形顯示區(qū)的左右兩邊上部分為試驗(yàn)信息框，包括：檢測(cè)日期、送檢單位等十個(gè)參數(shù)。左邊下部分為修正系數(shù)、重力加速度、阻力損耗系數(shù)、揚(yáng)角顯示區(qū)。
波形顯示區(qū)的右邊下部為波形切換操作區(qū)，如波形顯示區(qū)選擇的是力能量、位移）一時(shí)間波形，當(dāng)要看力一時(shí)間波形時(shí)，先從時(shí)間波形切換中選擇力一時(shí)間波形，再點(diǎn)擊下面的波形刷新即可看到力一時(shí)間波形。力（能量）一位移波形操作相同。
八、主要配置：
八、主要配置：
1、主機(jī) （包括防護(hù)網(wǎng)） 1臺(tái)
a） 沖擊力傳感器 1只
b） 日本歐姆龍編碼器 1只
c） 動(dòng)態(tài)變送器 1臺(tái)
d） 數(shù)據(jù)采集卡 國(guó)外進(jìn)口 1塊
e） 數(shù)據(jù)電纜 國(guó)外進(jìn)口 1根
f） 信號(hào)電纜 7根
g） 測(cè)控軟件 1套
h） 國(guó)產(chǎn)聯(lián)想品牌電腦（Core2 2.0/2G/250G/DVD±RW/19′LCD）1套
i） HPA4激光打印機(jī) 1臺(tái)
2、500J擺錘 1個(gè)
3、跨距調(diào)整樣板、試樣對(duì)中塊 各1套
4、全封閉安全防護(hù)罩 1套
5、接料盤(pán) 1個(gè)
6、呆搬手：規(guī)格，S=30。、， 1個(gè)。
7、六角扳手：規(guī)格，S=14。 1個(gè)。
8、地角螺栓：規(guī)格，M16×300。 4套。
9、鉗口（包括支架）：（ 已裝在主機(jī)上） 1付。
10、其它：沖擊軟件,試驗(yàn)機(jī)使用說(shuō)明書(shū)、合格證,裝箱單, 各1套
孫顯光
