一、概述：

該儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)是我公司借鑒國外技術(shù)，聯(lián)合中國工程物理研究院**新開發(fā)完成的新產(chǎn)品。該機(jī)按照ISO14556：2000《Steeel-charpy V-notch pendnlum impact test-Instvumented test method》;GB/T19748-2005《金屬夏比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)》中的有關(guān)要求研制。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)。該類沖擊試驗(yàn)機(jī)將是現(xiàn)用普通沖擊試驗(yàn)機(jī)的替代和發(fā)展方向。

JBW-300H型儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)為自動控制試驗(yàn)機(jī)，揚(yáng)擺、掛擺、沖擊、制動均為電器操作控制，并能在沖斷試樣后自動揚(yáng)擺,準(zhǔn)備作下次沖擊試驗(yàn)，通過變換沖擊擺錘，可提供兩種**大沖擊能量：300J。

該沖擊試驗(yàn)機(jī)采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，把電壓信號變成數(shù)字信號，增加了數(shù)據(jù)存儲器和計(jì)算機(jī)，把采集的信號繪制成沖擊力-時(shí)間、沖擊力-位移、位移-時(shí)間及能量-時(shí)間等曲線，形象地給出被沖斷試樣的受力及變形過程，把沖擊試驗(yàn)**、**地向前推進(jìn)了一大步，提高到了與目前電子拉伸試驗(yàn)同等的水平，是沖擊試驗(yàn)從原始落后的狀態(tài)一躍進(jìn)入了試驗(yàn)儀器數(shù)字化的**行列。

測試數(shù)據(jù)的獲取，由測控系統(tǒng)自動記錄并輸出。標(biāo)度盤的設(shè)置主要是方便試驗(yàn)機(jī)調(diào)整時(shí)，用指針標(biāo)定的數(shù)據(jù)與檢測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)相比較，以便驗(yàn)證標(biāo)度盤的讀數(shù)與能量測試系統(tǒng)讀數(shù)的精度偏差。規(guī)定：標(biāo)度盤讀出的能量值與采集系統(tǒng)顯示的能量值偏差≤±5J。

二、技術(shù)特點(diǎn)：

1.主機(jī)架底座與立柱一體化設(shè)計(jì)、整體鑄造加工，剛性好，提高試驗(yàn)的穩(wěn)定性；     

2.擺軸采用簡支梁方式支承，軸承徑向載荷分布合理，大大減小軸承摩擦帶來的能量損失；

3.采用雙級標(biāo)準(zhǔn)減速電機(jī)提錘，掛擺裝置采用液壓緩沖，掛擺平穩(wěn)；

4.擺錘圓形擺體設(shè)計(jì)，保證了打擊中心準(zhǔn)確，擺錘力矩精確；

5.沖擊刀采用螺釘安裝固定，更換簡單方便；

6裝有安全防護(hù)銷，并且配備了全封閉防護(hù)罩；

7.微機(jī)控制，按指令完成取擺、沖擊、自動揚(yáng)擺、再沖擊多次試驗(yàn)的全過程。

8.試驗(yàn)機(jī)安裝測力傳感器和角位移傳感器，具有高速采樣、存貯和運(yùn)算功能；

9.微機(jī)通過數(shù)據(jù)分析及軟件處理，可以獲�。毫�-時(shí)間、位移-時(shí)間、能量-

時(shí)間、力-位移、能量-位移等曲線；

 10.可提供：沖擊速度、沖擊時(shí)間、沖擊能量、吸收能量、位移、裂紋形成能量、裂紋擴(kuò)展能量、屈服力、屈服時(shí)間、屈服位移、屈服能量、**大力、**大力時(shí)的時(shí)間、**大力時(shí)的位移、**大力時(shí)的能量、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始力、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止力、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止位移、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始能量、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止能量等多個(gè)特征值。

引用標(biāo)準(zhǔn)

GB/T19748-2005《鋼材夏比V 型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)（儀器化）方法》

ISO 14556 : 2000（E）《鋼材—夏比V型缺口彎曲沖擊試驗(yàn)—儀器化試驗(yàn)方法》

ASTM E23《鋼材夏比V 型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化方法》

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

JJG145《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》

 三、設(shè)備主要配置

1.300焦耳主機(jī)1臺；

2. 300J 擺錘1個(gè)

3. 電機(jī)1臺（裝在主機(jī)上）；

4. 取擺傳動裝置1套（裝在主機(jī)上）；

5. 自動掛擺裝置1套（裝在主機(jī)上）；

6. 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)1套（裝在主機(jī)上）；

7. 全封閉安全防護(hù)裝置1套；

8. 支座調(diào)校器1只；

9. 試樣對中器1只；

10. 聯(lián)想微機(jī)系統(tǒng)1套；

11. A4幅面HP激光打印機(jī)1臺；

12.光電角度傳感器1只（歐姆龍）

13.信號變送器1只（中國工程物理研究院）

14.數(shù)據(jù)采集卡1只（中國工程物理研究院）

13. 測力傳感器（量程：0-50KN、 0-15KN）各1只（中國工程物理研究院）

14. 測控軟件1套（中國工程物理研究院）

四、主要技術(shù)規(guī)格

1.  沖擊能量 ：                               300J

2.  標(biāo)度盤刻度范圍及分度值：    0-300J  每小格分度值   2J         

3.      擺錘力矩：               M=133.9746N.m M=267.9492N.m

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

5.      擺軸軸線**打擊中心的距離：                 750 mm

6.      **大沖擊速度：                             5.2 m/s

7.      試樣支座跨距：                             40 mm

8.      試樣支座端部園弧半徑 ：GB/T3808-2002       R1-1.5                         

9.      沖擊刀刃園弧半徑：  GB/T3808-2002          R2-2.5mm R8mm      

10.  沖擊刀夾角：                               30°

11.  沖擊刀厚度：                               16mm

12.  試樣規(guī)格：                                 10×10×55mm

13.  測力傳感器精度：                           ≤±1﹪FS

14.  角位移傳感器分辨率                             0.1°                   

15.  使用電源：                      3相四線、380V、±10％、50Hz

16.  沖擊試驗(yàn)自動完成，沖擊、舉擺自動完成；

17.  自動顯示沖擊負(fù)荷曲線、記錄試驗(yàn)結(jié)果；

18.  曲線：載荷-時(shí)間、位移-時(shí)間、能量-時(shí)間等曲線圖形。

五、基本結(jié)構(gòu)：

儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)由底座、機(jī)架、擺錘、標(biāo)度盤指示機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、掛脫擺機(jī)構(gòu)、預(yù)揚(yáng)角調(diào)整裝置，安全防護(hù)裝置、電器控制部分及能量測控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由聯(lián)想品牌計(jì)算機(jī)（CPU≥2.0G、內(nèi)存≥1G、硬盤≥160G、光驅(qū) DVD-ROM、軟驅(qū) 1.44M），打印機(jī)（A4惠普激光打印機(jī)），數(shù)據(jù)采集卡 進(jìn)口高性能數(shù)據(jù)采集卡≥0.25M，載荷傳感器（擺錘試驗(yàn)機(jī)專用傳感器，**大載荷 50kN，精度0.5%，角位移傳感器3600線，精度0.5%以及變送器、軟件等）

六、能量測控系統(tǒng)

儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)沖擊能量測控系統(tǒng)由沖擊測力傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、動態(tài)變送器、數(shù)據(jù)采集及軟件分析系統(tǒng)組成

儀器化（示波）沖擊試驗(yàn)機(jī)測控系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)工作原理：由角位移傳感器測試出擺錘的予揚(yáng)角和沖斷試樣后的反揚(yáng)角，從而得到試驗(yàn)機(jī)的沖擊能量和沖斷試樣后的剩余能量，并提供擺錘在沖擊過程中每個(gè)采樣點(diǎn)的速度參數(shù)；通過擺錘－次沖斷夏比試樣，測力傳感器測出沖擊過程中試樣所承受的力值變化，并繪制出力—時(shí)間曲線圖。通過軟件的分析處理得出力—位移曲線及其它相關(guān)的曲線與特征值，以此供用戶推斷試樣的變形及斷裂性質(zhì)。

七、功能簡介

1.      揚(yáng)角測控：采用編碼器3600線、分辯率0.1°， 滿足揚(yáng)角提升角度值精度的確定。在工作過程中可以改變不同的擺錘揚(yáng)角，為研究不同速度下材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.      試樣承受力的測試：在力傳感器的量程為：0--50KN、   0--15KN、精度： ≤±1％FS，響應(yīng)頻率： ≥100KHz的測量系統(tǒng)中，完成沖擊測力傳感器工作過程的測試，并記錄試樣承受載荷的變化歷程。

3.      數(shù)據(jù)采集：在測量放大器的頻帶寬為0—100KHz、采樣速率為：≥1.25MHz的范圍內(nèi)、完成測試工作過程的數(shù)據(jù)采集。實(shí)現(xiàn)力（能量、位移）—時(shí)間曲線的繪制。

4.      數(shù)據(jù)分析與處理：實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵特征點(diǎn)的特征值及相關(guān)曲線的顯示與輸出（其中相關(guān)曲線4種、特征值24個(gè)）。根據(jù)所獲取的各種曲線，將沖擊功A_K值分成若干個(gè)相關(guān)特征值；為研究、分析材料斷裂過程的行為，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

5.      報(bào)告生成功能：包括測試環(huán)境、主要測試數(shù)據(jù)及相關(guān)曲線， 可以自動生成測試報(bào)告，還可按照用戶需要將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Word文檔，自己做成測試報(bào)告。  

6.      數(shù)據(jù)的存儲功能：生成的測試報(bào)告可以保存到EXCEL中，方便用戶進(jìn)行歷史查詢。

7.      控制功能：本系統(tǒng)可以對試驗(yàn)機(jī)的動作流程進(jìn)行自動控制，亦可分步操作。

8.      使用能量范圍的判斷：允許在標(biāo)稱值的10％—90％范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，越界自動判斷為無效測試。

9.      空打標(biāo)定：在無試樣的狀態(tài)下，測試沖擊試驗(yàn)機(jī)的摩擦阻力及空氣阻力對標(biāo)稱能量的影響，其檢定操作方式及能量誤差允許范圍應(yīng)按GB／T3808—2002標(biāo)準(zhǔn)第9.4項(xiàng)的規(guī)定執(zhí)行；全部能量損失：≤標(biāo)稱能量的0.5％。

10.  試樣韌性斷面率的確定；分析軟件可以滿足ISO 14556標(biāo)準(zhǔn)附錄C中，4個(gè)計(jì)算韌性斷面率公式所需參數(shù)的要求。用戶可根據(jù)試樣的不同材質(zhì)及韌性范圍選擇使用。

八、沖擊試驗(yàn)檢測界面說明

該測試系統(tǒng)的主界面共分5個(gè)部分：標(biāo)題區(qū)、功能鍵區(qū)、試驗(yàn)信息區(qū)、波形顯示區(qū)、關(guān)鍵數(shù)據(jù)顯示區(qū)�，F(xiàn)將功能鍵區(qū)中各鍵的功能分別說明如下：

a)   試驗(yàn)：點(diǎn)擊該鍵，彈出對話框，按順序進(jìn)行操作可完成沖擊試驗(yàn)。

b)   揚(yáng)擺；點(diǎn)擊此鍵試驗(yàn)機(jī)完成揚(yáng)擺動作。

c)   放擺：試驗(yàn)完成后，點(diǎn)擊該鍵實(shí)現(xiàn)自動放擺**鉛垂位置。

d)   空打標(biāo)定；點(diǎn)擊該鍵會執(zhí)行1個(gè)空打標(biāo)定的程序，在無試樣的情況下測試試驗(yàn)機(jī)的摩擦阻力及空氣阻力并計(jì)算出能量損耗。

e)   調(diào)零：執(zhí)行測力傳感器零點(diǎn)調(diào)節(jié)的程序。

f)   傳感器選擇、修整系數(shù)、重力加速度：此3個(gè)參數(shù)顯示，是為了在規(guī)定能量范圍內(nèi)完成傳感器的選擇，并且在自動生成的TXT文檔中，對3者參數(shù)進(jìn)行修改，使測試系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)值－**。

g)   阻力損耗系數(shù)；通過空打標(biāo)定后計(jì)算出的試驗(yàn)機(jī)摩擦及空氣阻力損耗，其單位為焦耳∕度。

h)   揚(yáng)角；顯示該次沖擊試驗(yàn)中揚(yáng)擺的角度。

i)   波形切換、波形刷新：兩者結(jié)合使用可以完成顯示區(qū)中以時(shí)間為橫軸的3條曲線，分別為；力—時(shí)間、位移—時(shí)間、能量—時(shí)間曲線。

j)   檢測報(bào)告：試驗(yàn)結(jié)束，點(diǎn)擊該鍵；彈出檢測報(bào)告界面，其主要檢測數(shù)據(jù)及試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)，會自動傳送到檢測報(bào)告中生成報(bào)告。

k)   數(shù)據(jù)保存：點(diǎn)擊該鍵，可將主要測試數(shù)據(jù)保存到EXCEL中，多次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以按順序保存到該文件中，方便用戶查詢。

試驗(yàn)信息區(qū)：該區(qū)包含了送檢日期、試驗(yàn)環(huán)境、試樣編號、試樣標(biāo)準(zhǔn)、刀刃半徑等參數(shù)，其中試樣標(biāo)準(zhǔn)是指缺口的形狀是V型還是U型。該區(qū)的相關(guān)參數(shù)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中依次輸入。

關(guān)鍵數(shù)據(jù)及波形顯示區(qū)：該區(qū)位于主界面的中間位置，通過對具體曲線名稱的選項(xiàng)、顯示相關(guān)波形曲線及關(guān)鍵測試數(shù)據(jù)。波形顯示區(qū)的下部設(shè)有關(guān)于波形內(nèi)容的操作鍵；如波形讀數(shù)、坐標(biāo)顯示、波形放大、波形縮小等。關(guān)鍵數(shù)據(jù)主要有：沖擊速度、沖擊時(shí)間、沖擊能量、吸收能量、位移、裂紋形成能量及裂紋擴(kuò)展能量等。（示波沖擊試驗(yàn)檢測界面附圖于后）

九、沖擊試驗(yàn)檢測報(bào)告說明

該報(bào)告共有24個(gè)數(shù)據(jù)向用戶提供：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、屈服時(shí)間、屈服位移、屈服能量、**大力、**大力的時(shí)間、**大力的位移、**大力的能量、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始力、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止力、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始時(shí)間、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止時(shí)間、不穩(wěn)裂紋擴(kuò)展起始位移、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止位移、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始能量、不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止能量。