機(jī)械式萬能試驗(yàn)機(jī)的數(shù)字化改造研究.pdf

1、試驗(yàn)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(yàn)機(jī)是測定材料機(jī)械性能的基本設(shè)備之一，材料萬能試驗(yàn)機(jī)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(qiáng)度等強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。較早出現(xiàn)的材料萬能試驗(yàn)機(jī)有機(jī)械式、液壓式等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求也越來越高，特別是實(shí)驗(yàn)的精度，實(shí)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(yàn)機(jī)和電液伺服試驗(yàn)機(jī)等高端試驗(yàn)機(jī)設(shè)備，雖然這類試驗(yàn)機(jī)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(yàn)機(jī)構(gòu)來說有些承受不起；近年來也有對試驗(yàn)機(jī)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(yàn)機(jī)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(jī)械式萬能試驗(yàn)機(jī)還沒有相關(guān)的報道。 基于上述原因，本文主要針對機(jī)械式萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行改造研究。本文基于虛擬儀器技術(shù)對WJ-10B機(jī)械式萬能試驗(yàn)做了部分?jǐn)?shù)字化改造研究，通過在機(jī)械式萬能試驗(yàn)

3、機(jī)上加裝能夠滿足試驗(yàn)精度要求的拉、壓力傳感器，位移、變形引伸計來測量試驗(yàn)機(jī)在試驗(yàn)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(jī)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(yàn)證明該種方案比較簡單適用，能夠達(dá)到對數(shù)據(jù)的實(shí)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(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)自動控制。 另外，本文還對WJ-10B機(jī)械式

4、萬能試驗(yàn)機(jī)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(jī)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(jī)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(shí)物仿真，效果良好。 改造后的試驗(yàn)機(jī)也進(jìn)行了低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)，其效果總體上達(dá)到電子萬能試驗(yàn)機(jī)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(yàn)機(jī)相接近，使用方便，精度較