機械式萬能試驗機的數(shù)字化改造研究.pdf

1、試驗檢測是學(xué)術(shù)研究、工程質(zhì)量保證和施工控制的基本手段；是設(shè)計依據(jù)參數(shù)的基本來源；也可以為工程質(zhì)量事故調(diào)查分析提供分析的重要參考依據(jù)。萬能試驗機是測定材料機械性能的基本設(shè)備之一，材料萬能試驗機可以對各種金屬材料及某些非金屬材料在常溫下進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲強度等強度實驗。較早出現(xiàn)的材料萬能試驗機有機械式、液壓式等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對科學(xué)實驗的要求也越來越高，特別是實驗的精度，實時顯示，以及數(shù)據(jù)處理等方面都有了更高的要求，出現(xiàn)了現(xiàn)代的電子

2、試驗機和電液伺服試驗機等高端試驗機設(shè)備，雖然這類試驗機性能優(yōu)越，但是價格相當(dāng)高，對于中小企業(yè)、一般院校和試驗機構(gòu)來說有些承受不起；近年來也有對試驗機進(jìn)行改造的研究，通過文獻(xiàn)檢索查閱發(fā)現(xiàn)，液壓式萬能試驗機的數(shù)字化改造研究已經(jīng)有了一定數(shù)量的研究報道。而機械式萬能試驗機還沒有相關(guān)的報道。 基于上述原因，本文主要針對機械式萬能試驗機進(jìn)行改造研究。本文基于虛擬儀器技術(shù)對WJ-10B機械式萬能試驗做了部分?jǐn)?shù)字化改造研究，通過在機械式萬能試驗

3、機上加裝能夠滿足試驗精度要求的拉、壓力傳感器，位移、變形引伸計來測量試驗機在試驗時所施加的載荷以及橫梁所移動的位移，并將傳感器所測量的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集模塊傳入計算機中，采用LabVIEW軟件編寫了虛擬儀器對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分析和處理。通過試驗證明該種方案比較簡單適用，能夠達(dá)到對數(shù)據(jù)的實時采集且操作簡單，需要投入的資金也比較少(6000～8000元)，是一種非常好的改造方案，缺點是不能實現(xiàn)自動控制。 另外，本文還對WJ-10B機械式

4、萬能試驗機進(jìn)行了的全面數(shù)字化改造研究(通過與長春科新公司合作方式)。研究了系統(tǒng)配置的技術(shù)方案中單片機性能、PWM控制電路的設(shè)計、轉(zhuǎn)速及遙控指令測量電路設(shè)計；對計算機控制系統(tǒng)以及主程序開發(fā)的研究，并且進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真和半實物仿真，效果良好。 改造后的試驗機也進(jìn)行了低碳鋼的拉伸實驗，其效果總體上達(dá)到電子萬能試驗機的水平，而且在價格上相對低一些，價格3～5萬左右，達(dá)到預(yù)期構(gòu)想。兩種改造方案總體效果與電子萬能試驗機相接近，使用方便，精度較