一、項(xiàng)目簡介

儀器化擺錘試驗(yàn)機(jī)通常又叫擺錘示波沖擊試驗(yàn)機(jī)或數(shù)字化擺錘試驗(yàn)機(jī)，是目前擺錘試驗(yàn)機(jī)中*的一種產(chǎn)品。我單位經(jīng)過五年的努力，*開發(fā)出了儀器化擺錘試驗(yàn)機(jī)（數(shù)字化沖擊試驗(yàn)機(jī)），我單位開發(fā)的儀器化擺錘試驗(yàn)機(jī)沖擊能量測控系統(tǒng)采用*的虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)，功能完善、操作方便、測試精度高，是一套可以完全替代進(jìn)口的系統(tǒng)。通過測試沖擊力值、采集與分析沖擊過程數(shù)據(jù)、繪制能量變化曲線，給出材料斷裂不同階段明確物理學(xué)意義與解釋，為研究、分析材料斷裂過程的行為，提供詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

二、使用領(lǐng)域

所、核電等各領(lǐng)域用于測量金屬材料的沖擊韌性值和金屬材料在動(dòng)負(fù)荷下的抗沖擊能力。

三、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

ISO14556:2000《Steel-Charpy V-notch pendulum impact test-Instrumented test method》；GB/T19748-2005《鋼材夏比V型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)方法》；

GB/T3808-2002《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)》；

GB/T229-2007《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》；

GB/T18658《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)用夏比V型缺口標(biāo)準(zhǔn)試樣》；

ASTME23

四、方案特點(diǎn)描述

該設(shè)備可完成以下功能：揚(yáng)擺；放擺；沖擊；

擺錘電磁離合器制動(dòng)；

沖擊后自動(dòng)掛擺；擺動(dòng)揚(yáng)擺；

空打；周期檢測；無效試驗(yàn)判別；

報(bào)告自動(dòng)生成；

簡單數(shù)據(jù)庫；揚(yáng)角測試；能量損耗測試；

數(shù)據(jù)、曲線的保存和再現(xiàn)、打印，波形光標(biāo)讀數(shù)；

測試數(shù)據(jù)包括：沖擊速度，沖擊時(shí)間，沖擊能量，吸收能量，位移，信號上升時(shí)間，裂紋形成能量，裂紋擴(kuò)展能量，屈服力、*力、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始力、不穩(wěn)定擴(kuò)展終止力四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)以及對應(yīng)的時(shí)間、位移、能量等24個(gè)數(shù)據(jù)；

測試曲線包括：載荷－時(shí)間；載荷－位移；能量－時(shí)間；能量－位移；位移－時(shí)間五種。

五、工作原理

測控系統(tǒng)簡要工作過程如下：先通過軟件給一揚(yáng)擺信號，此時(shí)編碼器(安裝在擺錘轉(zhuǎn)軸上)開始測試揚(yáng)角，當(dāng)揚(yáng)角接近預(yù)揚(yáng)角時(shí)，再給一停擺信號，擺錘停在預(yù)揚(yáng)角位置；揚(yáng)好擺、放好試樣后即可做試驗(yàn)，通過軟件給一沖擊信號，信號控制擺錘脫鉤裝置，擺錘脫鉤下擺打擊試樣，在打擊試樣過程中，沖擊力傳感器(由擺錘刀刃改制而成)測試試樣所承受的力--時(shí)間曲線，同時(shí)在整個(gè)擺錘動(dòng)作過程中編碼器一直工作測試擺錘揚(yáng)角（α）與反揚(yáng)角(β)，擺錘沖擊完試樣后還具有一定的動(dòng)能，擺錘會(huì)繼續(xù)揚(yáng)到一定高度(反揚(yáng)角β)，然后回?cái)[，當(dāng)回?cái)[的揚(yáng)角接近反揚(yáng)角大小時(shí)(動(dòng)能接近0)，再給一揚(yáng)擺信號，使擺錘繼續(xù)上揚(yáng)，當(dāng)達(dá)到預(yù)揚(yáng)角位置時(shí)，軟件再給一停擺信號，擺錘掛在掛鉤上。此時(shí)，放好試樣即可進(jìn)行下一試驗(yàn)，如果不做試驗(yàn)，通過軟件給一放擺信號，擺錘緩慢放到*低位置，放擺過程中編碼器測試放擺角度，當(dāng)接近揚(yáng)角位置時(shí)，給一停擺信號，擺錘停在*低位置。根據(jù)編碼器測得的沖擊過程中的揚(yáng)角(α)和反揚(yáng)角(β)可以由公式(1)計(jì)算出試樣的吸收能量。由沖擊力傳感器測得的力---時(shí)間曲線，通過運(yùn)算可以得到能量---時(shí)間、能量---位移、力---位移曲線，并且通過對曲線上特征的分析可以給出四個(gè)特征值點(diǎn)(屈服點(diǎn)、*值點(diǎn)、失穩(wěn)起始點(diǎn)、失穩(wěn)終止點(diǎn))的測試數(shù)據(jù)。

W =mgl(cosβ—cosα  )(1)

式中：W--試樣的吸收能量(J)

m--擺錘的質(zhì)量(kg)

g--試驗(yàn)地的重力加速度(m／s²⁾

α--擺錘的揚(yáng)角(°)

β--擺錘打擊完試樣后的反揚(yáng)角(°)。

六、技術(shù)指標(biāo)

1.   沖擊能量：                        450J/300J/150J

2.   擺錘力矩                          267.9492NM 

3.        標(biāo)度盤刻度范圍：                  0～500J

4.   沖擊刀刃圓弧半徑：                2～2.5mm；

5.   擺錘中心至沖擊點(diǎn)(試驗(yàn)中心)距離:   750 mm

6.   擺錘預(yù)揚(yáng)角:                       150°

7.   沖擊速度:                         5.4~5.5 m/S

8.   試樣支座跨距:                     40 mm

9.        試樣支座端部圓弧半徑:             1-1.5 mm

10.    試樣支座支撐面傾角:               0°

11.    沖擊刀圓弧半徑:                   2-2.5 mm 

12.    沖擊刀兩斜面夾角:                 30°

13.    沖擊刀刃厚度:                     16 mm

14.    試樣規(guī)格:                         10×10×55 mm、10×7.5×55 mm 

10×5×55 mm

15．計(jì)算機(jī)顯示*小分辨值             0.1J