材料试验机自动化检定校准的研究和实现探讨

当前,现代工业飞速进展,材料试验机的使用也成了各行各业的基础之一。毋庸置疑,这种评价材料性能的设备,其准确性与可靠性是至关重要的。这篇文章就深度探索了对材料试验机进行自动化检定校准的各种可能性。目标是提高试验机的测量精度,并保障试验结果的可靠性。在此,阐释了试验机的基础原理,同时也披露了检定校准的方法。反观当前存在的校准技术,也暴露出了一些不足。为此,提议了一种:利用现代自动化技术,进行试验机的检定校准。其实现过程,也已详细描绘。此份研究,成功打开了对试验机自动化检定校准的新视野。对于提高国内的材料试验技术水平,是有着重大影响的。

老式液压材料试验机校验和使用中的故障处理

老式材料试验机在校验和使用过程中会遇到诸如加载不至力值最大量程、加载时指针窜动、试验机整体振动、油泵温度异常和噪声超过规范要求等问题。从油泵、电机、阀门、油路、压力载荷以及各零部件入手分析了可能的故障原因,并给出了相应的解决方案,为今后的试验机校验和使用提供了技术支持。

材料试验机位移速率校准装置(非接触式)的研制

为解决传统校准对材料试验机位移速率的不足,本文采用Solidworks,设计了材料试验机位移速率校准装置的整体机械机构,研制出与光电传感器、高精度光栅尺测量系统和仪表组成的一种非接触式的材料试验机位移速率校准装置,并提出一种新的测量方法,从而极大提升了位移速率的测量准确度,提高了材料试验机对金属或非金属材料力学性能测试结果的准确性。

便携式材料试验机力值数据采集装置的研制

通过使用高级计算机视觉技术、图像处理方法和串口通信技术,即时读出了基准测力仪读数和CCD镜头的计算机显示力值,解决了材料试验机力值显示系统和标准传感器显示系统信息不同时的问题,确保了力值测定时信息收集正确和数据处理精确,从而实现了材料试验机力值高速、自动、精确测定。

与医用CT配套的便携式材料试验机的研制及其在混凝土损伤研究中的应用

混凝土内部细观裂纹的演化规律研究可以解释其动态特性和损伤破坏机理。X射线CT技术是无损探测混凝土内部细观裂纹萌生、扩展、贯通的有效手段。与医用CT配套的便携式材料试验机是进行混凝土CT试验的关键加载设备。本文概要介绍研制便携式材料试验机的研制过程。论述实现动态加载的几个关键技术问题,包括加载设备的便携式要求、加载波形显示、加载控制、试件安装和粘结技术等。经过试验,表明所研制的加载设备达到了使用要求。混凝土动力压缩条件下突发性裂纹的出现是其动态强度提高的原因之一。

基于虚拟仪器的电子万能材料试验机测控系统的程序开发

在VC++编程环境下,基于下位机(单片机)与上位机(PC机)的串口通讯,利用面向对象的编程方法,结合最新的国标GB T228 2002试验标准,对WDW3050型电子万能材料试验机进行测试和控制的虚拟仪器软件的研究开发,从而实现对各种材料试件试验的实时监控、数据采集、试验曲线动态显示、试验数据的综合分析等功能。

基于模糊自适应PID的材料试验机控制系统

如何科学有效地达到对材料试验机的应力速率及应变速率控制，是目前试验机领域的关键问题；液压万能材料试验机是一种典型的非线性时变系统，无法建立精确的数学模型；由此将常规PID控制和模糊控制两种控制策略结合起来，构成模糊自适应PID控制；该控制方法在液压万能材料试验机上获得了良好的应力速率、应变速率、位移速率控制以及定荷、定应变、定位移控制的试验结果，使控制性能得到了改善。

电子万能材料试验机锁相——自适应控制

本文对电子万能试验机控制系统进行了综合分析、设计和实现，并将全系统分为三环（内、中、外环），由内向外逐层实施。其中内环为直流伺服单元，该环主要提供功率驱动和良好的动静态性能，中环为模数混合锁相系统，期望利用锁相技术的高稳态精度达到设计要求。外环针对试件的差异以及在拉压时的非线性，引入实时递推辩识和自校正控制，该控制器为新型的跟踪任意给定输入零极点配置自校正方案，与常规的零极点配置方法相比，具有好的跟踪性能和减小输出抖动的能力。仿真结果验证了这种方法的有效性。

新型多功能土-土工合成材料试验机在筋土相互作用研究中的应用

土-土工合成材料的相互作用是加筋机理研究中的重要问题,筋材性质是加筋土结构设计中的关键参数。为了真实模拟筋材在土中的受力条件,获得更符合实际的材料特性参数,深入探讨筋土相互作用规律,在原土-土工合成材料界面直剪试验仪的基础上,研制了新型的土-土工合成材料多功能试验机。该机采用双伺服电机控制及全自动数据采集系统,通过不同辅助手段和控制模式,可完成土-土工合成材料的界面直剪、拉拔、侧限约束拉伸以及侧限约束蠕变试验。采用不同类型的土工格栅和砂土进行了多项试验,对筋材与土的界面特性、以及筋材在约束作用下的拉伸特性和蠕变特性及其影响因素进行了探讨。试验成果充分验证了该机性能的稳定性和可靠性,为深入掌握筋土相互作用特性提供重要试验依据。

中应变率材料试验机的研制

本文全面介绍了自行研制的中应变率材料试验机的基本情况 .此试验装置可在 0 .1 s- 1 ～ 5 0 s- 1 应变率范围内对哑铃状圆柱试件和哑铃状扁平试件进行拉伸及加卸载实验 ,对圆柱状试件进行压缩及加卸载试验 .通过采用液压驱动、分级调速、缓冲撞击等技术产生上升沿陡峭的平稳加载脉冲 ,从而实现中应变率试验 ;通过自定心夹具、液压缸的精密共轴保证试验的可靠性 ;辅以定位装置实现对试件的加卸载 ;同时通过力传感器及配套研制的高动态应变仪、光学引伸仪完成应力、应变的测量 .经实验考评 。

液压万能材料试验机的PID控制

如何科学有效地达到对材料试验机的应力速率及应变速率控制,是目前试验机领域的关键问题。PID控制是应用最为广泛的一种自动控制方法,在液压控制系统中具有广泛的应用,但目前普遍采用的增量式PID控制,其控制效果理想与否取决于控制参数KP、KI、KD的调整。由此在原有基础上作了一定改进,得到比例积分适时调整PID控制方法。该控制方法在液压万能材料试验机上获得了良好的应力速率、应变速率、位移速率控制以及定荷、定应变、定位移控制的试验结果,使控制性能得到了较大改善。

万能材料试验机技术改造问题探讨

文章针对万能材料试验机测试系统技术改造过程中方案选择、抗干扰及屈服极限测定等问题,进行了分析研究,在分析2种技改方案特点的基础上,采用基于通用微机的技改方案,根据测量过程中干扰信号的特点,从硬件和软件两方面提出了相应的解决措施,针对典型的塑性材料(如低碳钢)有明显屈服现象的特点,给出了其屈服极限σs的算法,成功地捕捉了下屈服点。试验结果表明,提出的方法是可行和有效的。

液压式万能材料试验机数据采集系统的研制与应用

对旧液压式万能材料试验机进行改造使其具有自动采集数据和处理数据的功能 ,是一项有推广意义的工作。本文介绍了试验机改造的设计原理并通过应用实例 。

分级比例控制及其在材料试验机中的应用

电液材料试验机对试件的加载通常由伺服阀或比例阀构成闭环控制系统实现。由于对载荷及加载速率的控制精度要求较高,故由伺服阀或比例阀表现出的非线性,如滞后、饱和、分辨率等,就不能对液压加载控制子系统产生很大影响,为此本文提出了分级比例控制的方法,其基本思想是:将阀的整个控制区间分成若干段,而在每一段内均执行独立的比例控制。通过分级比例控制,多种因非线性导致的不利影响被大大削弱。目前这种技术已被应用于水泥材料试验机。根据ISO水泥试验机标准,电液加载子系统的加载速率为2.4kN/s时,误差应不超过7％,保载误差应在0.2％以内。应用分级比例控制后,此两项具体数值分别被控制在2％及0.05％以内。

基于TMS320F2812的电子万能材料试验机测控系统

为了实现电子万能材料试验机测控系统的数字化,在研究用于工业控制的高性能DSP芯片TMS320F2812的基础上,简介了基于此芯片的电子万能材料试验机测控系统的组成和工作原理,从软硬件两方面阐述了试验机测控系统的数据采集和交流伺服控制的设计,并给出了其程序设计的流程图。实际应用证明:系统方案设计合理、控制灵活、性能稳定、可靠性高,且其采集精度和控制精度、控制速度达到较高的水平,具有良好的实用价值。

中高应变率大能量高速材料试验机

利用液气高速锤作为大能量发生装置，设计制作了相应的载荷转换与诚样夹持装置，配以先进的高频响测试系统，研制开发出一种中高应变率大能量冲击材料实验机及实验技术，该机打击能量高达５０００Ｊ，打击速度最大为４０ｍ／ｓ。可使试样产生大变形，特别适于热与机械动耦合效应的研究。着重分析了惯性力对测试波形的影响。

万能材料试验机中交流伺服电机控制技术的研究

主要介绍了全数字式交流伺服电机在万能材料试验机控制系统中的应用,并给出了将松下MINAS A系列伺服电机用于5吨材料试验机的例子。分析了试验机复杂加载模式实现的硬件组成和软件设计,整个控制系统基于研华数据采集卡,应用系统软件则由LabVIEW进行编制,文章着重介绍了应用软件中的控制伺服电机的软件模块的功能、设计方法,以及实现策略。通过项目实施,证明这种设计具有直观、使用简单等特点,是切实可行的。

材料试验机伺服压力控制系统的模型辨识研究

介绍了材料试验机伺服压力控制系统的结构,依据面向对象的建模方法,结合材料试验机的实际结构和现场的诸多影响因素,建立了相应的数学模型。分别采用ARX和BJ两种模型结构形式,采用阶跃信号和M序列作为输入信号来进行系统辨识,获得了系统的结构参数和模型参数,分析了两种输入在两种模型结构形式时辨识的差异,从而确定适合材料试验机伺服压力控制系统的辨识方式,得到了系统的数学模型,并对所得数学模型的正确性进行了验证。

MTS材料试验机的升级改造

通过材料试验机数字控制系统的升级改造,可延长其使用寿命和提高测试精度。

液压摆锤式万能材料试验机主动针非正常抖动故障诊断与排除

介绍了液压万能试验机主动针的抖动故障及排除。