本設備整體及各個零部件均為自主研發,享有完整的自主知識產權,并于2006年2月14日申請了國家發明,名稱為:動態斷裂力學試驗系統。號:ZL.X。
該機是對金屬材料在動負荷下抵沖擊性能進行檢測的儀器,能連續大量地做金屬沖擊試驗,采用全自動化控制,控制系統采用進口可編程控制器(PLC),通過微機軟件程序控制取擺、沖擊試驗的全過程,顯示沖擊吸收功、沖擊韌性、擺錘的旋轉角度及打印試驗報告等,操作簡便、安全可靠,工作效率高。自動記錄沖擊過程中各種曲線和數據,包括:力-時間-能量、力-位移-能量曲線,并顯示各個特征值,包括:力的特征值、位移特征值和能量特征值。本機配備了防護網罩,為用戶的安全操作提供了條件,是金屬材料生產廠家、質檢部門的檢測儀器,也是科研單位進行新材料研究的測試儀器。
儀器特點:
設備主要由主機架、擺錘、掛擺裝置、傳動系統、能量顯示裝置、安全防護裝置、電器控制系統、試樣回收裝置(選配)、全自動送樣裝置(選配)等部分組成,各部分具有如下優點:
1. 主機架:主機架和底座一體化設計鑄造加工,立柱前后對稱,擺軸采用簡支梁方式支承,主機重量約1600Kg。具有穩定性優良,剛性好,結構簡單可靠,加工精度精準等優點,擺錘沖擊時沒有顫抖,更適合于高能量沖擊;
2. 掛擺裝置:掛擺裝置采用緩沖設計,避免了掛擺時的沖擊及對它可能造成的損傷,有效的降低了掛擺時的噪音,延長了設備的使用壽命及提高了安全性;
3. 傳動系統:沖擊試驗機的“心臟”選用好的德國倫茨電機,采用標準減速機替代老式擺錘復雜的傳動系統,結構簡單,裝配維修方便,使用壽命長,故障率低;
4. 試樣回收裝置:采用旋轉電機帶動優質橡膠皮帶作為試樣回收裝置。試驗機配有全封閉的防護網,試樣沖擊完成后,斷裂的試樣落在回收皮帶上,回收裝置在沖擊完成后會自動運行,將廢試樣帶出試驗機外,避免試驗人員進入試驗機內部回收廢試樣,即提高了工作效率,也提高了試驗人員的安全性。
5. 安全防護裝置:整個試驗機設有全封閉的防護網,可以有效防止斷裂試樣飛濺,也可以防止試驗人員在試驗時進入試驗機內部。防護網設有門限位開關,在防護門打開的情況下,試驗機會自鎖,主要操作無效,從而防止誤操作,保證試驗人員的安全。
6. 電器控制系統:設備采用三菱系列PLC控制系統控制沖擊的舉擺、落擺、沖擊的全過程,采用多摩川高精度的旋轉編碼器來獲取擺錘的實時位置。系統抗干擾能力,具有可靠、穩定,數據準確等特點,該控制系統集機、電、自動控制技術于一體,實現了取擺、沖擊、斷裂試樣收集的全自動化過程,大大降低了操作人員的勞動強度,提高了工作效率及操作安全;
7. 軟件包中帶有符合ISO 148、ASTM E23–05、GB/T3808-2002標準的試驗機自檢程序,便于操作人員自檢試驗機;
8. 數顯功能(最小分辨力0.2J),消除了指針摩擦引起的能量損失,觸摸屏或計算機控制試驗,操作簡單方便,測試結果自動傳輸到數據庫,可直接進行生產管理;的觸摸屏系統可實現能量顯示、參數的設定、自動檢定等多功能控制;
9. 自動記錄沖擊過程中各種曲線和數據,包括:力-時間-能量、力-位移-能量曲線,并顯示各個特征值,包括:力的特征值、位移特征值和能量特征值;
10.特征點值的再次計算,根據需要可以自定義各特征點值;
11.調節噪聲影響,根據曲線的采集結果,可以人為干預噪聲的影響;
12.實現數據的上傳、下傳功能,能進行數據存儲、數據處理分析、數據統計、數據重現、測試報告生成、測試結果可轉為excel格式,打印輸出用戶試驗報告。
儀器參數:
規格型號
NI150C
NI300C
NI500C
NI750C
沖擊能量
150 J
300 J
500 J
750 J
擺錘力矩
(沖擊常數,N.m)
80.38
160.77
267.95
401.93
擺錘預仰角
150°
擺錘中心至試樣中心的距離
750 mm
沖擊速度
5 ~5.5 m/s
試樣支座跨距
40 mm
試樣支座支撐面傾角
11° ± 1°
沖擊刀圓弧半徑
R 2 ~2.5 mm
分辨力
0.1 J
角度分辨率
0.06°
試樣支座端部圓弧半徑
R 1 ~1.5 mm
沖擊刀夾角
30°±1°
沖擊刀厚度
18 mm
試樣規格
55 mm×10 mm×10 mm (7.5 mm,5 mm)
試驗機外形尺寸
(包括全封閉防護罩)
2140mm×820mm×1950mm
2280×950×2100mm
試驗機凈重
約1100 kg
約1600 kg
傳感器精度
≤ 1 % FS
傳感器量程
40 kN
響應頻率
≥ 100 kHz
主機電源
380 V ± 10 %, 50 Hz (交流三相五線)