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该机适用于金属、非金属及复合材料的扭转试验,符合《gb10128-88》金属室温扭转试验方法的要求。可测扭矩和扭角值(增加专用电子扭转计后可对试样进行小角度测量,实现切变模量g的试验)。全部试验操作可在试验机上通过试验软件完成。实现试验数据的自动采集、存储和处理,试验结果可由打印机输出。
二 、主要技术指标
2.1最大扭矩:3000nm
2.2扭矩精确测量范围:10~3000nm
2.3试验扭矩示值相对误差≤±0.5%
2.4扭转角测量范围:0~±100000°
2.5扭转角相对误差≤±0.5%
2.6扭角(小角度测量)显示最小分辨率0.0001°
2.7两夹头间距离≥300mm
2.8标准夹持试样尺寸φ6~φ16mm (选配液压钳口)
2.9扭转速度范围0.05~720°/min,无级调速
2.10速度精度优于示值的±0.2%
2.11试验转动方向为双向
2.12电源电压ac220v
2.13采用全数字微机伺服闭环控制
2.14具有过载保护功能
2.15测转角最小分辨率0.01°,全程分辨率不变
2.16测扭矩分辨率1/320000,全程分辩率不变。
三、 电气测控系统
3.1采用高精度交流伺服电机和驱动器,性能稳定、可靠,调速比可达1:10000
3.2具有过载、过速、欠压、过流、紧急停止等保护功能
3.3采用独创的内置式direct1tm控制器,全数字化电路,可实现扭矩、扭角、速度、应力速率、应变速率等控制功能,各种控制模式之间可以平滑切换;可实现扭矩、扭角、速度三闭环控制功能。
3.4实现了真正意义上的物理调零、增益调整及试验扭矩的自动换档,无任何模拟调整环节,控制电路高度集成化。
3.5电气控制线路参照国际标准,符合国家试验机电气标准,抗干扰能力强,提高了控制器的稳定性、实验数据的准确性。
四 、试验控制软件包简介
4.1件运行环境
为使试验曲线和字体更为清晰,软件运行环境为windows2000,屏幕分辨率为1024×768;软件可以在windows98/2000/xp中运行,用户界面呈现与windows风格一致的中文窗口系统。所有的试验操作均可以在计算机屏幕上以鼠标、键盘输入的方式完成。
4.2算机数据采样频率
可根据试验要求任意选择,采样速率选择范围为1~50点/秒(有效采样点),开机默认采样速率15点/秒。对有明显屈服现象的材料,当进入屈服时,计算机软件能自动判别,进入高速采样阶段(100点/秒);当进入强化阶段后,采样速率恢复正常速率;
4.3自动调零、自动标定、存贮标定等功能。
4.4程控智能专家系统:自动控制最多可达20个步骤。
4.5权限管理功能
软件实行分权限管理:管理人员级,所有试验功能都对管理者开放,包括对扭矩和扭角标定系数的修改;学生使用级,只开放与实验有关的内容,计算机开机默认为学生使用级;
4.6作面板直观、方便
主要的试验操作、控制功能、试验曲线、实时显示等都出现在第一主界面上,观察直观、操作方便
数值显示窗口包括:扭矩显示窗口(含峰值保持窗)、扭角、转角、试验时间显示窗口
试验曲线窗口:试验过程中能动态实时显示扭矩-扭角、扭矩-转角、扭矩-时间、扭角-时间、转角-时间等曲线(可根据操作者需要任意选择)
所有曲线窗口均能改变坐标大小
试验过程中,扭矩-扭角曲线(或扭矩-转角曲线等)显示均能自动换屏(即从小到大自动换屏),换屏时曲线上点始终在坐标的中上部,保证曲线直观和完整。
软件有脱机再现材料试验过程的功能;
4.7作方便安全性好
软件操作方便安全性好,不会有软件误操作引起试验机损坏等事故。为提高试验安全性,本机具有提示出错的提示信息。进入试验后一些容易引起误操作的按钮会失去作用;
4.8控制功能
在手动操作中,结合材料力学教学实验的特点,增加了“停止”、“卸载”、 “再加载”按钮,以便观察材料的冷作硬化现象、验证胡克定律等;
自动程控的编程实行人机对话的方式,试验过程扭转速度按设定的程序自动变化。也可手动变化试验速度。
软件操作面板上有“取下扭转计”的按钮,即在扭矩-扭角试验中,允许在试验过程中取下扭转计,进入扭矩-转角试验状态,而不影响试验的进行和试验结果;
4.9数据处理分析功能
软件能计算处理标准规定的扭转性能:切变模量g、规定非比例扭转强度τp0.015和τp0.3、上扭转屈服强度τsu、下扭转屈服强度τsl、抗扭强度τb、最大非比例切应变γmax.
4.10数据自动处理
根据所测材料曲线,自动处理有关材料性能数据。对有明显屈服的曲线,能自动判别上下扭转屈服强度;
对扭矩-扭角曲线,能自动选择计算切变模量。对无明显屈服现象的材料,自动选择计算规定非比例扭转强度;
4.11人工数据处理
根据材料力学教学实验的特点,方便学生学会力学性能数据处理的方法是十分重要的,人工数据处理功能包括:
功能齐全的曲线分析窗口,可随意改变曲线显示方式,如扭矩-扭角、扭矩-转角、扭矩-时间、扭角-时间、转角-时间等曲线,曲线坐标标注为十等分;
曲线分析窗口具有再现材料试验过程的功能,在再现过程中可随意改变曲线显示的方式;
曲线放大功能,可任意放大曲线(即多次放大),也可人为输入给定坐标值进行放大;
可在曲线上查找真实有效的特征点并实时显示其坐标;
操作者根据试验曲线,判读有关数据,输入计算器计算。如判读上下屈服扭矩、最大破坏扭矩,计算材料的上下扭转屈服强度和抗扭强度;如判读扭矩-扭角曲线规定非比例扭矩tp0.3,计算材料的规定非比例扭转强度τp0.2;根据扭矩-扭角曲线弹性直线段计算材料的切变模量等。数据处理界面上有“计算器”的快捷键,并有相应计算公式,便于操作者人工处理实验数据。
4.12试验开始前自动清零,试样断裂后自动停机;
4.13超过最大试验扭矩的3%~5%时,试验机自动过载保护停机。
4.14验报告
报告包括四个内容:一是实验标题;二是一般说明,包括实验内容、设备(包括测量工具、引伸计标距)、年级班号、实验者姓名、指导老师、时间、环境等;三是性能计算结果,包括实验状态、材料、试样尺寸、测试数据、实验文件名(有利于老师调阅试验曲线及结果、批改学生的实验报告);四是实验报告内容的可选择性,报告的内容由学生根据实验内容自下拉菜单中自由选择;
五、试验机主要配置及功能
我公司生产的tns-dw系列微机控制扭转试验机是依据gb 10128-88《金属室温扭转试验方法》,由本公司基于多年试验机制造经验的基础上,自主研发的,它适用于对金属或非金属材料进行扭转试验,在室温下测定其扭转力学性能。配置高档、齐全,能充分满足高校和科研机构对材料扭转性能的全面的要求。
试验机主机采用日本原装进口松下交流伺服电机和控制器,与直流伺服电机相比具有速度频率响应提高2倍,定位调整时间缩短1/4,同时具有共振抑制和控制功能,可实现高速定位等功能。
试验机装夹夹头采用快换夹头,装夹牢固、可靠,更换方便,夹头与试件间的间隙配合可防止试验夹持过程中对试验结果带来的影响,提高了试验结果的准确度;也可以采用自动定心,自动夹紧式结构。
试验机主要配置如下:
5.1高精度交流伺服电机和控制器1套
5.2高精度对称扭矩传感器1个
5.3高精度光电编码器1个
5.4高精度行星摆线针轮减速机1台
5.5自产快换试验夹头1套
5.6自产试验机标定杠杆系统1套
5.7自产试验机主机1台
5.8自产试验控制软件包1套(提供备份光盘1张)
5.9自产pc采集卡1个
5.10电子扭转计1个
5.11联想计算机1台
5.12惠普a4彩色喷墨打印机1台
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常州三丰仪器科技有限公司
陈勇
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常州市天宁区中吴大道1125号11-8
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