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全自動恒應(yīng)力兩用機的工作原理是怎樣的?

更新時間:2024-10-25      點擊次數(shù):157

  全自動恒應(yīng)力兩用機作為一種集精密機械,它不僅能進行拉伸試驗,還能進行壓縮試驗,且在試驗過程中能夠保持恒定的應(yīng)力,為科研人員提供了更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。本文將詳細闡述全自動恒應(yīng)力兩用機的工作原理,揭開其背后的科技奧秘。

  一、力學(xué)加載系統(tǒng)

  恒應(yīng)力兩用機的核心部分是其力學(xué)加載系統(tǒng),通常由伺服電機、滾珠絲杠副、加載框架和傳感器組成。伺服電機通過減速機構(gòu)帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn),絲杠上的螺母隨之直線運動,進而推動加載框架(即移動橫梁)向上或向下移動,對置于固定橫梁與移動橫梁之間的試樣施加拉伸或壓縮力。整個過程通過閉環(huán)控制系統(tǒng)實現(xiàn)精確的速度和位置調(diào)節(jié),確保加載力的線性和連續(xù)性。

  二、控制與反饋系統(tǒng)

  為了達到恒定應(yīng)力的控制目的,恒應(yīng)力兩用機采用了基于PID(比例積分微分)算法的閉環(huán)控制策略。系統(tǒng)配備有高靈敏度的力傳感器和位移傳感器,分別用于實時監(jiān)測施加給試樣的力和試樣變形量。當(dāng)系統(tǒng)接收到力傳感器的輸出信號時,會將其與預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)應(yīng)力值進行比較,計算出差值;隨后,PID控制器根據(jù)這個差值產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號,調(diào)節(jié)伺服電機的轉(zhuǎn)速和扭矩,直至實際應(yīng)力與目標(biāo)應(yīng)力相匹配,從而實現(xiàn)恒應(yīng)力的加載。

全自動恒應(yīng)力兩用機

 

  三、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)

  恒應(yīng)力兩用機內(nèi)置有高性能的數(shù)據(jù)采集卡和專業(yè)軟件,負責(zé)實時采集和處理來自力傳感器、位移傳感器以及其他輔助傳感器的數(shù)據(jù)。軟件不僅可以顯示力—變形曲線,還能夠計算得出楊氏模量、極限抗拉/壓強度、斷后伸長率等重要參數(shù),為材料的力學(xué)行為提供量化描述。此外,該系統(tǒng)還支持自定義試驗方案的編寫,允許用戶根據(jù)不同的測試需求靈活配置加載速率、應(yīng)力保持時間和數(shù)據(jù)采樣頻率等參數(shù)。

  四、安全防護與人機交互界面

  考慮到操作安全,恒應(yīng)力兩用機裝配有多種安全保護機制,如過載保護電路、行程限制器和緊急停機按鈕,防止因誤操作或異常情況導(dǎo)致的設(shè)備損傷和人員傷害。與此同時,設(shè)備搭載的觸摸屏或PC端軟件界面友好直觀,便于用戶進行參數(shù)設(shè)定、監(jiān)控試驗進程和導(dǎo)出實驗報告,實現(xiàn)了人機交互的便捷性和智能化。

  全自動恒應(yīng)力兩用機通過精密的力學(xué)加載、智能化的控制反饋和高效的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),實現(xiàn)了對材料力學(xué)性能的精確測試。隨著材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)4.0的推進,這類高級儀器的應(yīng)用范圍還將進一步拓展,為人類探索未知世界、創(chuàng)造美好生活貢獻力量。

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