萬能試驗機原理與操作

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1、 真誠為您提供優(yōu)質參考資料，若有不當之處，請指正。 萬能試驗機原理與操作 試驗一：萬能試驗機原理與操作 試驗目的：了解萬能試驗機原理，掌握萬能試驗機操作和引伸計安裝。 試驗學時：2 試驗指導書：“WDW3050型電子萬能試驗機使用與操作” WDW3050電子萬能試驗機使用與操作 一． 電子萬能試驗機 組成：電子萬能試驗機主要由主機和控制計算機、打印機組成。主機是試驗機的重要部分。 原理：主機的動力源是一個電動機，通過減速裝置和絲杠帶動活動橫梁向上或向下運動，使試件產生拉伸或壓縮變形。安裝在活動橫梁上的力傳感器測量試件變形過程中的力值，即載荷值；同時，絲杠的轉動帶動主機內部

2、一個光電編碼器，通過控制器換算成活動橫梁的位移值。力值和位移值在主機控制面板的液晶顯示屏上顯示為“試驗力”和“位移”。 活動橫梁的移動速度可以通過控制面板的操作鍵控制：F3鍵增加速度；F4鍵減小速度。 活動橫梁的移動方向由控制面板上的方向鍵控制： ▲ 鍵向上運動（試件拉伸）；▼ 鍵向下運動（試件壓縮）；■ 鍵停止。 活動橫梁的位移值可以近似表示試件的變形，但精確的變形測試要用變形傳感器（又稱引伸計）。將引伸計固定在試件上，可以測量引伸計 1 / 17 標距范圍內的變形量，精確到0.001mm ，控制面板的液晶顯示屏上顯示“變形”。 所有操作和參數(shù)顯示也可以在控制計算機上進行。

3、 試驗機的立柱、上橫梁和主機箱組成剛性框架結構，可以保證試驗機足夠的剛度。限位銷用于活動橫梁的移動限位，當活動橫梁碰觸限位銷時將自動停機。限位銷的作用是使活動橫梁在一定的試驗范圍內移動而不會發(fā)生上下夾頭之間發(fā)生碰撞事故，是實驗過程中的保護措施。 二． 電子萬能試驗機操作 1． 開機與關機 順時針轉動主機上的電源開關鎖鑰匙，主機加電。同時，控制器自檢，這時控制面板的液晶顯示屏上顯示“系統(tǒng)自檢，請稍后．．．”。自檢完成后顯示屏顯示如圖，試驗機進入正常工作狀態(tài)。 關機時，將電源開關鎖鑰匙逆時針轉動，主機自動斷電。 ！急停開關：主機座上的紅色按鈕。當工作中出現(xiàn)操作失誤，或控制器鎖

4、死，致使控制面板上的按鈕失效時，按下急停開關。這時，主機進入斷電保護狀態(tài)，鑰匙開關也不能使主機加電。待故障排除后，逆時針轉動急停開關后放松，按鈕自動彈起，主機方可進行正常加電操作。 2．清零 當顯示屏顯示正常操作界面后，在不加載（零載荷）的狀態(tài)下，“試驗力”、“位移”、“變形”顯示如果不為零，需要進行手動清零。 按數(shù)字“0” 將進行“位移”清零。按數(shù)字“1” 將進行“試驗力”清零。按數(shù)字“2”將進行“變形”清零。 注：只有安裝引伸計后，才有必要進行“變形“清零；清零操作也可以在試驗中進行，但“試驗力”清零通常應在不受力，即“零載荷”狀態(tài)下進行，以保證試驗中載荷的基準值；當清零操作后，顯

5、示出現(xiàn)與零值較大的偏差時，可以重復清零。如果反復清零仍有較大的數(shù)值顯示，應停止進一步的操作，報告老師進行處理。通常，由于系統(tǒng)漂移，顯示并不是絕對零值。一般穩(wěn)定在一個很小的數(shù)值范圍內即可。 清零操作也可以在控制計算機上進行。 3．試驗速度調整與方向控制 如前所述，試驗機加載過程是通過活動橫梁的移動進行的，即所謂“等位移加載”。因此，活動橫梁移動速度（單位：mm/min）的快慢，決定加載速率的大?。欢苿臃较驔Q定加載方向?！八俣取焙汀胺较颉笨梢栽诳刂泼姘迳险{整。 速度調整：按“F3”鍵橫梁移動速度增加；按“F4”鍵橫梁移動速度減小。當安裝試件前，可以適當提高橫梁移動速度至50 ~ 200m

6、m/min ；試驗時橫梁移動速度應調整至3mm/min 以下。 ！注意：在試驗開始前，必須檢查橫梁移動速度設定，嚴禁設定高速度進行試驗。 加載方向：按 ▲鍵時，橫梁開始向上移動（拉伸試驗）；按 ▼鍵時，橫梁開始向下移動（壓縮試驗）；按 ■鍵時，橫梁停止。 在試驗進行中，可以按 F3鍵 或F4鍵進行速度微調。在試驗進行中禁止在▲、▼方向鍵之間直接切換。需要改變方向時，應先按停止鍵。 試驗速度調整與方向控制也可以在控制計算機上進行。 三．拉伸試件的安裝 拉伸試件如圖示 1．按 ▲ 鍵，使橫梁向上移動，當上下夾頭間的距離大約在25~30cm時，按 ■ 鍵。 2．放松上下夾

7、頭的試件鎖緊把手，將試件自然放入下夾頭中。 3．設定橫梁速度50~100mm/min，按 ▼ 鍵，向下移動橫梁。在距離試件上端1cm左右時按 ■ 鍵。 4．設定橫梁速度為10mm/min ，用手將試件提起使試件夾持段進入上夾頭，然后按 ▼ 鍵，繼續(xù)向下移動橫梁，觀察試件夾持段完全進入上下夾頭時按 ■ 鍵。 5．首先自然旋緊下鎖緊把手，然后交替旋緊上、下鎖緊把手，直至鎖緊把手旋不動時，表明試件已被鎖緊。 6．試件預加載。安裝好試件后，需要進行預加載，目的是消除安裝間隙。方法如下：設定橫梁速度0.05mm/min，觀察顯示“試驗力”符號和大小。當絕對值超過100N時，可以通過按 ▲，▼鍵調

8、整。一般地，“試驗力”符號為“-”時，表明試件受壓縮預緊，應按▲ 鍵；“試驗力”符號為“+”時，表明試件受拉伸預緊，應按 ▼ 鍵。當試驗力絕對值較小時，按數(shù)字“1”鍵進行試驗力調零。按▲ 鍵，加載至5kN然后按 ▼ 鍵卸載至零，反復進行三次。按數(shù)字“1”鍵進行試驗力調零。 四．引伸計安裝 引伸計如圖示，是一種精確測量試件變形的裝置。主要參數(shù)有： 標距：引伸計兩刃口間的距離（50mm）。試驗機顯示的“變形量”即為此距離間的變形。 最大測量變形量：引伸計最大可測量變形量（5mm）。 靈敏度系數(shù)：被測變形量與輸出電信號電壓值之間的比例系數(shù)，為一常數(shù)。試驗機出廠時配置了引伸計，并已標定了靈敏

9、度系數(shù)，作為系統(tǒng)參數(shù)存入系統(tǒng)控制器，一般使用不需改變。需要注意的是，不同引伸計的靈敏度系數(shù)是不同的，也就是說，不同試驗機所配置的引伸計不能互換 ！注意：引伸計屬于精密器件，使用時應輕拿輕放，安裝時，應按操作順序進行。 引伸計安裝與調零： 1．將定位銷插入限位桿與彈性臂的縫隙并用手固定。 2．將引伸計刃口靠置于試件試驗段中部位置。 3．用橡皮筋將上、下彈性臂與試件固定，然后拔除定位銷。 4．按控制面板數(shù)字“2”鍵，進行變形調零。 在變形測量完畢后，應及時將引伸計摘下。測量時注意變形量不能超過引伸計的測量范圍，以免損壞引伸計。 五．利用計算機操作試驗機 試驗機的控制操作（

10、橫梁移動，橫梁速度控制，調零，讀數(shù)據(jù)等）都可以在控制計算機上進行。此外，控制計算機還可以試驗項目管理，錄入試驗初始參數(shù)，程序控制試驗進程，實時顯示試驗曲線。試驗結束后，可以根據(jù)試樣初始參數(shù)和試驗數(shù)據(jù)計算并保存材料參數(shù)，可根據(jù)需要輸出試驗報告等。 1． 啟動試驗機控制程序 在系統(tǒng)界面上，雙擊“P_Main”圖標，啟動控制程序，顯示“用戶登錄”界面。提示輸入“用戶名”和“密碼”，非管理員用戶直接點擊“確定”進入主控制界面，如圖2 單擊“聯(lián)機”按鈕，控制程序與主機建立聯(lián)系。這時，主機顯示屏顯示“PC-CONTROL”， 參數(shù)顯示與控制操作轉移到控制程序主界面上。這時，“聯(lián)機”按鈕變?yōu)?/p>

11、不可選，“脫機”按鈕變?yōu)榭蛇x。如果單擊““脫機”按鈕，則恢復圖2界面，控制重新轉移到主機控制面板上。 2．試驗機清零與參數(shù)設定 在圖2界面上可以看到與主機控制面板上顯示屏相同的試驗參數(shù)（括號內是主機控制面板上顯示屏上的顯示項目）：負荷（試驗力，單位：N）；軸向變形（變形，單位：mm）；位移（位移，單位：mm）；橫梁速度（速度，單位：mm/min）。 另外，還有“橫向變形”：測量試件的橫向變形（要求安裝專用橫向位移傳感器）；“時間”：顯示試驗時間；“力峰值”：自動保存試驗力的最大值。 在“負荷”、“軸向變形”、“位移”等顯示項目旁邊都有“清零”按鈕，在聯(lián)機狀態(tài)下，單擊時可以完成對應項目的

12、顯示清零工作。 橫梁移動速度的調整在界面右側下方“橫梁速度”調整欄內，用鼠標選中原數(shù)據(jù)，直接輸入新的速度值（mm/min）單擊“確定”即可。 3．試驗方式的確定 做“拉伸試驗”時，單擊界面右側“橫梁狀態(tài)”欄中的“上升”按鈕，該按鈕變?yōu)殚W爍顯示，橫梁做上升運動。 單擊“停止”按鈕，“上升”按鈕停止閃爍，橫梁停止運動。 做“壓縮試驗”時，單擊界面右側“橫梁狀態(tài)”欄中的“下降”按鈕，該按鈕變?yōu)殚W爍顯示，橫梁做下降運動。 單擊“停止”按鈕，“下降”按鈕停止閃爍，橫梁停止運動。 ！注意：禁止直接從“上升”狀態(tài)切換到“下降”狀態(tài)！ 4．試件參數(shù)錄入 在主界面上單擊“試樣錄入”按鈕

13、，彈出如圖3的“參數(shù)錄入”對話框。其中有“*”號的項目為必選。當有“*”號的項目輸入后，“輸入試樣參數(shù)”欄打開，可以輸入試件的參數(shù)。其中“試驗編號”項為程序自動生成，不需輸入。如圖4 試樣錄入工作完成后，檢查無誤，可單擊“保存”，保存試驗參數(shù)；也可單擊“取消”，重新錄入。參數(shù)保存后，單擊“關閉”，返回主界面。 5．試驗參數(shù)錄入 試驗參數(shù)錄入是為試驗機預先指定一工作程序，使其自動完成試驗過程。在試驗參數(shù)錄入前，必須聯(lián)機，并且完成試樣參數(shù)錄入。 在主界面上單擊“參數(shù)設置”按鈕，彈出一個選擇欄，可以按步驟進行參數(shù)設置（圖5） 對于“金屬拉伸試驗”的參數(shù)設置如下： 第一步中設置

14、界面如圖6。 設置項目包括： “預載荷”：從選定的載荷值開始試驗數(shù)據(jù)記錄和繪制試驗曲線；輸入“200”。此設置用于減小試驗初始階段的誤差。 “橫梁控制”：包括橫梁速度和方向設置；“橫梁速度”輸入“0.5”，拉伸試驗時選擇“向上運動”。此項設置為程序指定默認的橫梁運動速度和方向，在試驗中可以在主界面上不停機重新設定速度。 “返車”：選“停車后不返回” “引伸計”：選擇“使用引伸計”→“小變形”→“小變形摘除提示”。 “規(guī)定變形量：”輸入“0.18”。 我們使用的小變形引伸計僅用于線彈性階段的變形測量，過大的變形極易損壞引伸計。因此，設定此項后，試驗中達到“規(guī)定變形量”設

15、定值時，程序自動給出提示，要求摘除引伸計。對于低碳鋼拉伸實驗，規(guī)定變形量不應超過0.2mm 。 “第一步”設置完成；單擊“下一步”進入圖7設置界面 此項設置給出需要計算的材料參數(shù)，根據(jù)試驗項目選定。在拉伸試驗中需要計算“彈性模量”，單擊改選項，選擇“自動計算”；在“選擇計算方法”欄中選擇“擬合法”；在“輸入自動計算條件”中“始點”輸入“40”，“末點”輸入“50”。 “始點”和“末點”是指引伸計總測量值的百分值，此項的設定關系到彈性模量計算的精度，因此，選擇線彈性變形曲線的中段計算。這是因為變形曲線中段線性度較好，計算較準確。而變形曲線初始階段受機器間隙的影響，往往存在非線性現(xiàn)象（試

16、驗前加一定的預載荷可以減小這種情況）；變形曲線末階段，材料接近屈服，往往也會出現(xiàn)非線性。 對低碳鋼拉伸試驗，選擇變形曲線的30% ~60%段計算彈性模量較合理。 單擊“下一步”進入圖8的設置界面。 此項設置確定實驗結束條件。通常只選“斷裂百分比”，選20~30%；“最大負荷值”，選45000N。 單擊“下一步”進入圖9的設置界面。 “選擇傳感器”：取默認值，即“測力傳感器額定值”：50，000N測力傳感器；“小變形額定值”：5.00mm引伸計。此項設置隨機器所配傳感器而定，禁止隨意改動！ 單擊“下一步”進入圖10的設置界面， 取默認值。此項設置繪圖坐標增量值，各項單位

17、是：負荷：N；位移：mm；變形：mm；時間：sec；應力：1N/m2；應變：10-6 。 試驗曲線是試驗時在主界面上實時顯示的。通過主界面左側“選擇曲線”下拉菜單，可以選擇“負荷-位移曲線”等顯示項目。 “試驗參數(shù)”設置完成后，選擇“關閉”退回主菜單；也可選擇“上一步”修改參數(shù)。 6．開始試驗 參數(shù)設置完畢，仔細檢查無誤后，可以開始試驗。在聯(lián)機狀態(tài)下，單擊“試驗開始”按鈕，試驗機將按給定的試驗方式和速率加載，拉伸試驗時“上升”按鈕閃爍；壓縮試驗時 “下降”按鈕閃爍。同時，實時的顯示給定類型的曲線。試件斷裂后，單擊“試驗結束”按鈕，試驗機自動保存試驗數(shù)據(jù)，顯示設定的材料參數(shù)。 在

18、試驗開始后，一般不能中途人為的通過按“停止” 或“試驗結束”按鈕來終止試驗，否則將不能保存完整的試驗數(shù)據(jù)。 在試驗進行中，可以隨時改變顯示曲線的類型和試驗速度。單擊主界面左側“選擇曲線”下拉菜單，選擇需要顯示的曲線；試驗速度調整可以在主界面右下側“橫梁速度”輸入欄中直接輸入速度值（mm/min），然后按“確定”。在低碳鋼材料拉伸試驗中，線彈性階段橫梁速度設在0.1~0.5 mm/min ；屈服階段后橫梁速度3.0~5.0mm/min 。 試驗結束后，在主界面下方，顯示出材料參數(shù)值，單擊右側“重算選項”按鈕，可以對給出的材料參數(shù)值重新進行計算；單擊“試驗無效”按鈕，將刪除本次試驗得出的全部材

19、料參數(shù)。 7．試驗數(shù)據(jù)查看、修改、輸出 單擊主界面“數(shù)據(jù)管理”按鈕，顯示如圖11界面。 界面左側選擇攔中顯示歷次試驗編號，單擊選中要分析的試驗編號。 單擊上面的“查詢”按鈕，可以查看對應選定查詢條件的試驗結果。單擊“跟蹤”按鈕，將在試驗曲線上顯示一個跟蹤點。移動鼠標，顯示曲線上不同點的橫縱坐標值。單擊界面右側的“重算”按鈕，可以選則需要重新計算的材料參數(shù)。結合“跟蹤”功能，可以人為修正材料參數(shù)。另外，“斷裂伸長率”、“截面收縮率”等參數(shù)也需要在此輸入初值計算。 若需要重新計算彈性模量，首先在曲線顯示區(qū)域單擊鼠標右鍵，在彈出的選擇菜單中選擇“曲線類型”→選擇“負荷-變形曲線”，然后

20、在重算中選擇“彈性模量E”，還需要輸入彈性段起點、末點（可以根據(jù)顯示的曲線確定），最后單擊“計算”。若顯示結果不滿意，可以重新計算。 單擊“報表”鍵，可以輸出試驗報告。單擊“報表”鍵后，彈出“頁面設置”界面，其中在“頁面設置”選項中（圖12），可以對輸出試驗報告的格式進行設定；在“選擇單元顯示項目”選項中（圖13）可以對要輸出的項目進行選擇。 圖 12 報表設置完成后，在“頁面設置”界面中單擊“報表預覽”，選項。選擇“保存”，保存試驗報告；選擇“打印”，在打印機上輸出試驗報告。單擊“關閉”返回“頁面設置”界面；單擊該界面上“關閉”，返回“數(shù)據(jù)管理”界面；單擊“關閉”，返回主界面；單擊“關閉”退出操作，試驗結束。 溫馨提示：最好仔細閱讀后才下載使用，萬分感謝！