蘭州JB-W750HYZ儀器化低溫自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)

一、概述：

該儀器化低溫自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)是我公司借鑒國(guó)外技術(shù)最新開發(fā)完成的新產(chǎn)品。該機(jī)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(yàn)儀器化試驗(yàn)方法》；GB/T3808-2018《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)》中的有關(guān)要求研制。通過測(cè)試沖擊力值、采集與分析沖擊過程數(shù)據(jù)、繪制能量變化曲線，給出材料斷裂不同階段明確物理學(xué)意義與解釋，為研究、分析材料斷裂過程的行為，提供詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。該類沖擊試驗(yàn)機(jī)將是現(xiàn)用普通沖擊試驗(yàn)機(jī)的替代和發(fā)展方向。

JB-W450HDZ型儀器化低溫自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)為自動(dòng)控制試驗(yàn)機(jī)，揚(yáng)擺、掛擺、沖擊、制動(dòng)均為電器操作控制，并能在沖斷試樣后自動(dòng)揚(yáng)擺，準(zhǔn)備作下次沖擊試驗(yàn)。該系列沖擊試驗(yàn)機(jī)為微機(jī)控制、自動(dòng)控溫、自動(dòng)送樣定位、自動(dòng)測(cè)量記錄的試驗(yàn)機(jī)，是目前國(guó)內(nèi)最高技術(shù)水平的儀器化低溫沖擊試驗(yàn)機(jī)。

該沖擊試驗(yàn)機(jī)采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，把電壓信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)，把采集的信號(hào)繪制成沖擊力-時(shí)間、沖擊力-位移、位移-時(shí)間及能量-時(shí)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(yàn)全面、徹底地向前推進(jìn)了一大步，提高到了與目前電子拉伸試驗(yàn)同等的水平，是沖擊試驗(yàn)從原始落后的狀態(tài)一躍進(jìn)入了試驗(yàn)儀器數(shù)字化的先進(jìn)行列。

測(cè)試數(shù)據(jù)的獲取，由測(cè)控系統(tǒng)自動(dòng)記錄并輸出。標(biāo)度盤的設(shè)置主要是方便試驗(yàn)機(jī)調(diào)整時(shí)，用指針標(biāo)定的數(shù)據(jù)與檢測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)相比較，以便驗(yàn)證標(biāo)度盤的讀數(shù)與能量測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)的精度偏差。規(guī)定：標(biāo)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(shù)特點(diǎn)：

1.主機(jī)架底座與立柱一體化設(shè)計(jì)、整體鑄造加工，剛性好，提高試驗(yàn)的穩(wěn)定性；     

2.擺軸采用簡(jiǎn)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)減速電機(jī)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(shè)計(jì)，保證了打擊中心準(zhǔn)確，擺錘力矩精確；

5.沖擊刀采用螺釘安裝固定，更換簡(jiǎn)單方便；

6裝有安全防護(hù)銷，并且配備了全封閉防護(hù)罩；

7.微機(jī)控制，按指令完成取擺、沖擊、自動(dòng)揚(yáng)擺、再?zèng)_擊多次試驗(yàn)的全過程。

8.試驗(yàn)機(jī)安裝測(cè)力傳感器和角位移傳感器，具有高速采樣、存貯和運(yùn)算功能；

9.微機(jī)通過數(shù)據(jù)分析及軟件處理，可以獲取：力-時(shí)間、位移-時(shí)間、能量-時(shí)間、力-位移、能量-位移等曲線；

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

引用標(biāo)準(zhǔn)

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

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

ASTM E23《鋼材夏比V 型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化方法》

GB/T3808-2018《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)》，

JJG145《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》

三、主要技術(shù)規(guī)格

1.沖擊能量 ：                               750J

2.標(biāo)度盤刻度范圍及分度值：         1J         

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

4.擺錘預(yù)揚(yáng)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(jī)制冷

13.試樣盒容量：                           20個(gè)

14.低溫范圍：                               0—60℃

15.控溫精度：                              波動(dòng)±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(yàn)機(jī)凈重：                           1200Kg

19.測(cè)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(yàn)自動(dòng)完成，沖擊、舉擺自動(dòng)完成；

23.自動(dòng)顯示沖擊負(fù)荷曲線、記錄試驗(yàn)結(jié)果；

24.曲線：載荷-時(shí)間、位移-時(shí)間、能量-時(shí)間等曲線圖形。

25.環(huán)境條件：周圍無腐蝕介質(zhì)，無震動(dòng)，無強(qiáng)電磁場(chǎng).

四、設(shè)備主要配置

1. 750J主機(jī)1臺(tái)；

2. 750J 擺錘1個(gè)

3. 電機(jī)1臺(tái)（裝在主機(jī)上）；

4. 取擺傳動(dòng)裝置1套（裝在主機(jī)上）；

5. 自動(dòng)掛擺裝置1套（裝在主機(jī)上）；

6. 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)1套（裝在主機(jī)上）；

7. 全封閉安全防護(hù)網(wǎng)1套；

8. 支座調(diào)校器1只；

9. 制冷溫控裝置一套； 

10.自動(dòng)送料裝置一套（裝在主機(jī)上）； 

11.試樣回收裝置一套（裝在主機(jī)上）； 

12.聯(lián)想微機(jī)系統(tǒng)1套；

14. A4HP打印機(jī)1臺(tái)；

15.信號(hào)變送器1只

16.數(shù)據(jù)采集卡1只

17. 測(cè)力傳感器1只（裝在主機(jī)上）； 

18. 測(cè)控軟件1套

五、基本結(jié)構(gòu)：

儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)由底座、機(jī)架、擺錘、標(biāo)度盤指示機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、掛脫擺機(jī)構(gòu)、預(yù)揚(yáng)角調(diào)整裝置，安全防護(hù)裝置、電器控制部分及能量測(cè)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由聯(lián)想品牌計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，數(shù)據(jù)采集卡 高性能數(shù)據(jù)采集卡≥0.25M，載荷傳感器（擺錘試驗(yàn)機(jī)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(cè)控系統(tǒng)

儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)沖擊能量測(cè)控系統(tǒng)由沖擊測(cè)力傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、動(dòng)態(tài)變送器、數(shù)據(jù)采集及軟件分析系統(tǒng)組成

儀器化（示波）

沖擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)工作原理：由角位移傳感器測(cè)試出擺錘的予揚(yáng)角和沖斷試樣后的反揚(yáng)角，從而得到試驗(yàn)機(jī)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(gè)采樣點(diǎn)的速度參數(shù)；通過擺錘－次沖斷夏比試樣，測(cè)力傳感器測(cè)出沖擊過程中試樣所承受的力值變化，并繪制出力—時(shí)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(guān)的曲線與特征值，以此供用戶推斷試樣的變形及斷裂性質(zhì)。

七、功能簡(jiǎn)介

1.揚(yáng)角測(cè)控：采用編碼器3600線、分辯率0.1°， 滿足揚(yáng)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(yáng)角，為研究不同速度下材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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

3.數(shù)據(jù)采集：在測(cè)量放大器的頻帶寬為0—100KHz、采樣速率為：≥1.25MHz的范圍內(nèi)、完成測(cè)試工作過程的數(shù)據(jù)采集。實(shí)現(xiàn)力（能量、位移）—時(shí)間曲線的繪制。

4.數(shù)據(jù)分析與處理：實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵特征點(diǎn)的特征值及相關(guān)曲線的顯示與輸出（其中相關(guān)曲線4種、特征值24個(gè)）。根據(jù)所獲取的各種曲線，將沖擊功AK值分成若干個(gè)相關(guān)特征值；為研究、分析材料斷裂過程的行為，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

5.報(bào)告生成功能：包括測(cè)試環(huán)境、主要測(cè)試數(shù)據(jù)及相關(guān)曲線， 可以自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，還可按照用戶需要將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Word文檔，自己做成測(cè)試報(bào)告。   

6.數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能：生成的測(cè)試報(bào)告可以保存到EXCEL中，方便用戶進(jìn)行歷史查詢。

7.控制功能：本系統(tǒng)可以對(duì)試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)作流程進(jìn)行自動(dòng)控制，亦可分步操作。

8.使用能量范圍的判斷：允許在標(biāo)稱值的10％—90％范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，越界自動(dòng)判斷為無效測(cè)試。

9.空打標(biāo)定：在無試樣的狀態(tài)下，測(cè)試沖擊試驗(yàn)機(jī)的摩擦阻力及空氣阻力對(duì)標(biāo)稱能量的影響，其檢定操作方式及能量誤差允許范圍應(yīng)按GB／T3808—2018標(biāo)準(zhǔn)第9.4項(xiàng)的規(guī)定執(zhí)行；全部能量損失：≤標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)附錄C中，4個(gè)計(jì)算韌性斷面率公式所需參數(shù)的要求。用戶可根據(jù)試樣的不同材質(zhì)及韌性范圍選擇使用。