仪器化冲击试验仪

产品名称：仪器化冲击仪

一、概述：

该仪器是我公司借鉴国外技术，联合中国工程物理研究院新开发完成的新产品。该机按照ISO14556：2000《Steeel-charpy V-notch pendnlum impact test-Instvumented test method》;GB/T19748-2005《金属夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法》；GB/T3808-2002《摆锤式冲击试验机的检验》中的有关要求研制。通过测试冲击力值、采集与分析冲击过程数据、绘制能量变化曲线，给出材料断裂不同阶段明确物理学意义与解释，为研究、分析材料断裂过程的行为，提供详细准确的数据。该类冲击试验机将是现用普通冲击试验机的替代和发展方向。

本试验机为自动控制试验机，扬摆、挂摆、冲击、制动均为电器操作控制，并能在冲断试样后自动扬摆,准备作下次冲击试验，通过变换冲击摆锤，可提供两种较大冲击能量：300J。

该试验机采用数据采集系统，把电压信号变成数字信号，增加了数据存储器和计算机，把采集的信号绘制成冲击力-时间、冲击力-位移、位移-时间及能量-时间等曲线，形象地给出被冲断试样的受力及变形过程，把冲击试验全面地向前推进了一大步，提高到了与目前电子拉伸试验同等的水平，是冲击试验从原始落后的状态一跃进入了试验仪器数字化的好行列。

测试数据的获取，由测控系统自动记录并输出。标度盘的设置主要是方便试验机调整时，用指针标定的数据与检测系统采集的数据相比较，以便验证标度盘的读数与能量测试系统读数的精度偏差。规定：标度盘读出的能量值与采集系统显示的能量值偏差≤±5J。

二、技术特点：

1.主机架底座与立柱一体化设计、整体铸造加工，刚性好，提高试验的稳定性；    

2.摆轴采用简支梁方式支承，轴承径向载荷分布合理，大大减小轴承摩擦带来的能量损失；

3.采用双级标准减速电机提锤，挂摆装置采用液压缓冲，挂摆平稳；

4.摆锤圆形摆体设计，保证了打击中心准确，摆锤力矩精确；

5.冲击刀采用螺钉安装固定，更换简单方便；

6装有安全防护销，并且配备了全封闭防护罩；

7.微机控制，按指令完成取摆、冲击、自动扬摆、再冲击多次试验的全过程。

8.试验机安装测力传感器和角位移传感器，具有高速采样、存贮和运算功能；

9.微机通过数据分析及软件处理，可以获取：力-时间、位移-时间、能量-

时间、力-位移、能量-位移等曲线；

10.可提供：冲击速度、冲击时间、冲击能量、吸收能量、位移、裂纹形成能量、裂纹扩展能量、屈服力、屈服时间、屈服位移、屈服能量、较大力、较大力时的时间、较大力时的位移、较大力时的能量、不稳定裂纹扩展起始力、不稳定裂纹扩展终止力、不稳定裂纹扩展终止位移、不稳定裂纹扩展起始能量、不稳定裂纹扩展终止能量等多个特征值。

引用标准

GB/T19748-2005《钢材夏比V 型缺口摆锤冲击试验（仪器化）方法》

ISO 14556 : 2000（E）《钢材—夏比V型缺口弯曲冲击试验—仪器化试验方法》

ASTM E23《钢材夏比V 型缺口摆锤冲击试验仪器化方法》

GB/T3808-2018《摆锤式冲击试验机》，

JJG145《摆锤式冲击试验机检定规程》

三、设备主要配置

1.300焦耳主机1台；

2. 300J 摆锤1个

3. 电机1台（装在主机上）；

4. 取摆传动装置1套（装在主机上）；

5. 自动挂摆装置1套（装在主机上）；

6. 保险机构1套（装在主机上）；

7. 全封闭安全防护装置1套；

8. 支座调校器1只；

9. 试样对中器1只；

10. 联想微机系统1套；

11. A4幅面HP激光打印机1台；

12.光电角度传感器1只

13.信号变送器1只

14.数据采集卡1只

13. 测力传感器R2、R8（量程：0-50KN、）各1只

14. 测控软件1套

四、主要技术规格

1. 冲击能量 ：                               300J

2. 标度盘刻度范围及分度值：    0-300J  每小格分度值   2J        

3. 摆锤力矩：                     M300=175.7356 N.

4. 摆锤预扬角：                               150°

5. 摆轴轴线至打击中心的距离：                 750 mm

6. 较大冲击速度：                             5.2 m/s

7. 试样支座跨距：                             40 mm

8. 试样支座端部园弧半径 ：GB/T3808-2002       R1-1.5                        

9. 冲击刀刃园弧半径：  GB/T3808-2002          R2-2.5mm R8mm      

10. 冲击刀夹角：                               30°

11. 冲击刀厚度：                               16mm

12. 试样规格：                                 10×10×55mm

13. 测力传感器精度：                           ≤±1﹪FS

14. 角位移传感器分辨率                             0.1°                    

15. 使用电源：                      3相四线、380V、±10％、50Hz

16. 冲击试验自动完成，冲击、举摆自动完成；

17. 自动显示冲击负荷曲线、记录试验结果；

18. 曲线：载荷-时间、位移-时间、能量-时间等曲线图形。

五、基本结构：

仪器化冲击试验机由底座、机架、摆锤、标度盘指示机构、传动机构、挂脱摆机构、预扬角调整装置，安全防护装置、电器控制部分及能量测控系统、数据处理系统构成。

数据处理系统由联想品牌计算机（CPU≥2.0G、内存≥1G、硬盘≥160G、光驱 DVD-ROM、软驱 1.44M），打印机（A4惠普激光打印机），数据采集卡 进口高性能数据采集卡≥0.25M，载荷传感器（摆锤试验机专用传感器，最大载荷 50kN，精度0.5%，角位移传感器3600线，精度0.5%以及变送器、软件等）

六、能量测控系统

仪器化冲击试验机冲击能量测控系统由冲击测力传感器、旋转编码器、动态变送器、数据采集及软件分析系统组成

系统工作原理：由角位移传感器测试出摆锤的予扬角和冲断试样后的反扬角，从而得到试验机的冲击能量和冲断试样后的剩余能量，并提供摆锤在冲击过程中每个采样点的速度参数；通过摆锤－次冲断夏比试样，测力传感器测出冲击过程中试样所承受的力值变化，并绘制出力—时间曲线图。通过软件的分析处理得出力—位移曲线及其它相关的曲线与特征值，以此供用户推断试样的变形及断裂性质。

七、功能简介

1. 扬角测控：采用编码器3600线、分辩率0.1°， 满足扬角提升角度值精度的确定。在工作过程中可以改变不同的摆锤扬角，为研究不同速度下材料抵抗裂纹扩展的能力提供实验数据。

2. 试样承受力的测试：在力传感器的量程为：0--50KN、精度： ≤±1％FS，响应频率： ≥100KHz的测量系统中，完成冲击测力传感器工作过程的测试，并记录试样承受载荷的变化历程。

3. 数据采集：在测量放大器的频带宽为0—100KHz、采样速率为：≥1.25MHz的范围内、完成测试工作过程的数据采集。实现力（能量、位移）—时间曲线的绘制。

4. 数据分析与处理：实现关键特征点的特征值及相关曲线的显示与输出（其中相关曲线4种、特征值24个）。根据所获取的各种曲线，将冲击功A_K值分成若干个相关特征值；为研究、分析材料断裂过程的行为，提供相应的数据。

5. 报告生成功能：包括测试环境、主要测试数据及相关曲线， 可以自动生成测试报告，还可按照用户需要将相关数据导入Word文档，自己做成测试报告。  

6. 数据的存储功能：生成的测试报告可以保存到EXCEL中，方便用户进行历史查询。

7. 控制功能：本系统可以对试验机的动作流程进行自动控制，亦可分步操作。

8. 使用能量范围的判断：允许在标称值的10％—90％范围内进行试验，越界自动判断为无效测试。

9. 空打标定：在无试样的状态下，测试冲击试验机的摩擦阻力及空气阻力对标称能量的影响，其检定操作方式及能量误差允许范围应按GB／T3808—2002标准第9.4项的规定执行；全部能量损失：≤标称能量的0.5％。

10. 试样韧性断面率的确定；分析软件可以满足ISO 14556标准附录C中，4个计算韧性断面率公式所需参数的要求。用户可根据试样的不同材质及韧性范围选择使用。

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