甘南JB-W750HYZ儀器化低溫自動沖擊試驗機

一、概述：

該儀器化低溫自動沖擊試驗機是我公司借鑒國外技術最新開發(fā)完成的新產品。該機按照ISO14556：2000《Steeel-charpy V-notch pendnlum impact test-Instvumented test method》;GB/T19748-2005《金屬夏比V型缺口擺錘沖擊試驗儀器化試驗方法》；GB/T3808-2018《擺錘式沖擊試驗機的檢驗》中的有關要求研制。通過測試沖擊力值、采集與分析沖擊過程數據、繪制能量變化曲線，給出材料斷裂不同階段明確物理學意義與解釋，為研究、分析材料斷裂過程的行為，提供詳細準確的數據。該類沖擊試驗機將是現用普通沖擊試驗機的替代和發(fā)展方向。

JB-W450HDZ型儀器化低溫自動沖擊試驗機為自動控制試驗機，揚擺、掛擺、沖擊、制動均為電器操作控制，并能在沖斷試樣后自動揚擺，準備作下次沖擊試驗。該系列沖擊試驗機為微機控制、自動控溫、自動送樣定位、自動測量記錄的試驗機，是目前國內最高技術水平的儀器化低溫沖擊試驗機。

該沖擊試驗機采用數據采集系統(tǒng)，把電壓信號變成數字信號，增加了數據存儲器和計算機，把采集的信號繪制成沖擊力-時間、沖擊力-位移、位移-時間及能量-時間等曲線，形象地給出被沖斷試樣的受力及變形過程，把沖擊試驗全面、徹底地向前推進了一大步，提高到了與目前電子拉伸試驗同等的水平，是沖擊試驗從原始落后的狀態(tài)一躍進入了試驗儀器數字化的先進行列。

測試數據的獲取，由測控系統(tǒng)自動記錄并輸出。標度盤的設置主要是方便試驗機調整時，用指針標定的數據與檢測系統(tǒng)采集的數據相比較，以便驗證標度盤的讀數與能量測試系統(tǒng)讀數的精度偏差。規(guī)定：標度盤讀出的能量值與采集系統(tǒng)顯示的能量值偏差≤±2J。

二、技術特點：

1.主機架底座與立柱一體化設計、整體鑄造加工，剛性好，提高試驗的穩(wěn)定性；     

2.擺軸采用簡支梁方式支承，軸承徑向載荷分布合理，大大減小軸承摩擦帶來的能量損失；

3.采用雙級標準減速電機提錘，掛擺裝置采用液壓緩沖，掛擺平穩(wěn)；

4.擺錘圓形擺體設計，保證了打擊中心準確，擺錘力矩精確；

5.沖擊刀采用螺釘安裝固定，更換簡單方便；

6裝有安全防護銷，并且配備了全封閉防護罩；

7.微機控制，按指令完成取擺、沖擊、自動揚擺、再沖擊多次試驗的全過程。

8.試驗機安裝測力傳感器和角位移傳感器，具有高速采樣、存貯和運算功能；

9.微機通過數據分析及軟件處理，可以獲?。毫?時間、位移-時間、能量-時間、力-位移、能量-位移等曲線；

 10.可提供：沖擊速度、沖擊時間、沖擊能量、吸收能量、位移、裂紋形成能量、裂紋擴展能量、屈服力、屈服時間、屈服位移、屈服能量、最大力、最大力時的時間、最大力時的位移、最大力時的能量、不穩(wěn)定裂紋擴展起始力、不穩(wěn)定裂紋擴展終止力、不穩(wěn)定裂紋擴展終止位移、不穩(wěn)定裂紋擴展起始能量、不穩(wěn)定裂紋擴展終止能量等多個特征值。

引用標準

GB/T19748-2005《鋼材夏比V 型缺口擺錘沖擊試驗（儀器化）方法》

ISO 14556 : 2000（E）《鋼材—夏比V型缺口彎曲沖擊試驗—儀器化試驗方法》 

ASTM E23《鋼材夏比V 型缺口擺錘沖擊試驗儀器化方法》

GB/T3808-2018《擺錘式沖擊試驗機》，

JJG145《擺錘式沖擊試驗機檢定規(guī)程》

三、主要技術規(guī)格

1.沖擊能量 ：                               750J

2.標度盤刻度范圍及分度值：         1J         

3.擺錘力矩：                                M=241.1543N.m

4.擺錘預揚角：                             150°

5.擺軸軸線至打擊中心的距離：      750 mm

6.最大沖擊速度：                          5.24 m/s

7.試樣支座跨距：                          40 mm

8.試樣支座端部園弧半徑 ：           GB/T3808-2018       R1-1.5mm                         

9.沖擊刀刃園弧半徑：                   GB/T3808-2018          R2-2.5mm       

10.沖擊刀夾角：                           30°

11.沖擊刀厚度：                           16mm

12.制冷方式：                               壓縮機制冷

13.試樣盒容量：                           20個

14.低溫范圍：                               0—60℃

15.控溫精度：                              波動±1℃,梯度1℃

16.試樣尺寸：                              10×(10、7.5、5）×55mm

17.外形尺寸：                              1950 mm×850 mm×2150 mm

18.試驗機凈重：                           1200Kg

19.測力傳感器精度：                     ≤±1﹪FS

20.角位移傳感器分辨率                 0.1°                    

21.使用電源：                               三相四線、380V、±10％、50Hz

22.沖擊試驗自動完成，沖擊、舉擺自動完成；

23.自動顯示沖擊負荷曲線、記錄試驗結果；

24.曲線：載荷-時間、位移-時間、能量-時間等曲線圖形。

25.環(huán)境條件：周圍無腐蝕介質，無震動，無強電磁場.

四、設備主要配置

1. 750J主機1臺；

2. 750J 擺錘1個

3. 電機1臺（裝在主機上）；

4. 取擺傳動裝置1套（裝在主機上）；

5. 自動掛擺裝置1套（裝在主機上）；

6. 保險機構1套（裝在主機上）；

7. 全封閉安全防護網1套；

8. 支座調校器1只；

9. 制冷溫控裝置一套； 

10.自動送料裝置一套（裝在主機上）； 

11.試樣回收裝置一套（裝在主機上）； 

12.聯(lián)想微機系統(tǒng)1套；

14. A4HP打印機1臺；

15.信號變送器1只

16.數據采集卡1只

17. 測力傳感器1只（裝在主機上）； 

18. 測控軟件1套

五、基本結構：

儀器化沖擊試驗機由底座、機架、擺錘、標度盤指示機構、傳動機構、掛脫擺機構、預揚角調整裝置，安全防護裝置、電器控制部分及能量測控系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng)構成。

數據處理系統(tǒng)由聯(lián)想品牌計算機，打印機，數據采集卡 高性能數據采集卡≥0.25M，載荷傳感器（擺錘試驗機專用傳感器，最大載荷 50kN，精度0.5%，角位移傳感器3600線，精度0.5%以及變送器、軟件等）

六、能量測控系統(tǒng)

儀器化沖擊試驗機沖擊能量測控系統(tǒng)由沖擊測力傳感器、旋轉編碼器、動態(tài)變送器、數據采集及軟件分析系統(tǒng)組成

儀器化（示波）

沖擊試驗機測控系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)工作原理：由角位移傳感器測試出擺錘的予揚角和沖斷試樣后的反揚角，從而得到試驗機的沖擊能量和沖斷試樣后的剩余能量，并提供擺錘在沖擊過程中每個采樣點的速度參數；通過擺錘－次沖斷夏比試樣，測力傳感器測出沖擊過程中試樣所承受的力值變化，并繪制出力—時間曲線圖。通過軟件的分析處理得出力—位移曲線及其它相關的曲線與特征值，以此供用戶推斷試樣的變形及斷裂性質。

七、功能簡介

1.揚角測控：采用編碼器3600線、分辯率0.1°， 滿足揚角提升角度值精度的確定。在工作過程中可以改變不同的擺錘揚角，為研究不同速度下材料抵抗裂紋擴展的能力提供實驗數據。

2.試樣承受力的測試：在力傳感器的量程為：0--50KN、  精度： ≤±1％FS，響應頻率： ≥100KHz的測量系統(tǒng)中，完成沖擊測力傳感器工作過程的測試，并記錄試樣承受載荷的變化歷程。

3.數據采集：在測量放大器的頻帶寬為0—100KHz、采樣速率為：≥1.25MHz的范圍內、完成測試工作過程的數據采集。實現力（能量、位移）—時間曲線的繪制。

4.數據分析與處理：實現關鍵特征點的特征值及相關曲線的顯示與輸出（其中相關曲線4種、特征值24個）。根據所獲取的各種曲線，將沖擊功AK值分成若干個相關特征值；為研究、分析材料斷裂過程的行為，提供相應的數據。

5.報告生成功能：包括測試環(huán)境、主要測試數據及相關曲線， 可以自動生成測試報告，還可按照用戶需要將相關數據導入Word文檔，自己做成測試報告。   

6.數據的存儲功能：生成的測試報告可以保存到EXCEL中，方便用戶進行歷史查詢。

7.控制功能：本系統(tǒng)可以對試驗機的動作流程進行自動控制，亦可分步操作。

8.使用能量范圍的判斷：允許在標稱值的10％—90％范圍內進行試驗，越界自動判斷為無效測試。

9.空打標定：在無試樣的狀態(tài)下，測試沖擊試驗機的摩擦阻力及空氣阻力對標稱能量的影響，其檢定操作方式及能量誤差允許范圍應按GB／T3808—2018標準第9.4項的規(guī)定執(zhí)行；全部能量損失：≤標稱能量的0.5％。

10.試樣韌性斷面率的確定；分析軟件可以滿足ISO 14556標準附錄C中，4個計算韌性斷面率公式所需參數的要求。用戶可根據試樣的不同材質及韌性范圍選擇使用。