萬能試驗機原理與操作

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1、 真誠為您提供優(yōu)質(zhì)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(chǎn)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(zhuǎn)動帶動主機內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)即可。 清零操作也可以在控制計算機上進行。 3.試驗速度調(diào)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??;而移動方向決定加載方向?!八俣取焙汀胺较颉笨梢栽诳刂泼姘迳险{(diào)整。 速度調(diào)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(diào)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(diào)。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(diào)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(diào)

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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(diào)整在界面右側(cè)下方“橫梁速度”調(diào)整欄內(nèi),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(cè)“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(cè)“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(cè)“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(cè)“選擇曲線”下拉菜單,選擇需要顯示的曲線;試驗速度調(diào)整可以在主界面右下側(cè)“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(cè)“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(cè)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(cè)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!

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