一、概述：

該儀器化沖擊試驗機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儀器化試驗方法》；GB/T3808-2002《擺錘式?jīng)_擊試驗機的檢驗》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)。該類沖擊試驗機將是現(xiàn)用普通沖擊試驗機的替代和發(fā)展方向。

JBW-300H型儀器化沖擊試驗機為自動控制試驗機，揚擺、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擺,準(zhǔn)備作下次沖擊試驗，通過變換沖擊擺錘，可提供兩種**大沖擊能量：300J。

該沖擊試驗機采用數(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)存儲器和計算機，把采集的信號繪制成沖擊力-時間、沖擊力-位移、位移-時間及能量-時間等曲線，形象地給出被沖斷試樣的受力及變形過程，把沖擊試驗**、**地向前推進(jìn)了一大步，提高到了與目前電子拉伸試驗同等的水平，是沖擊試驗從原始落后的狀態(tài)一躍進(jìn)入了試驗儀器數(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)置主要是方便試驗機調(diào)整時，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：

1.主機架底座與立柱一體化設(shè)計、整體鑄造加工，剛性好，提高試驗的穩(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，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.微機控制，按指令完成取擺、沖擊、自動揚擺、再沖擊多次試驗的全過程。

8.試驗機安裝測力傳感器和角位移傳感器，具有高速采樣、存貯和運算功能；

9.微機通過數(shù)據(jù)分析及軟件處理，可以獲取：力-時間、位移-時間、能量-

時間、力-位移、能量-位移等曲線；

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

引用標(biāo)準(zhǔn)

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

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

ASTM E23《鋼材夏比V 型缺口擺錘沖擊試驗儀器化方法》

GB/T3808-2002《擺錘式?jīng)_擊試驗機》，

JJG145《擺錘式?jīng)_擊試驗機檢定規(guī)程》

 三、設(shè)備主要配置

1.300焦耳主機1臺；

2. 300J 擺錘1個

3. 電機1臺（裝在主機上）；

4. 取擺傳動裝置1套（裝在主機上）；

5. 自動掛擺裝置1套（裝在主機上）；

6. 保險機構(gòu)1套（裝在主機上）；

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)想微機系統(tǒng)1套；

11. A4幅面HP激光打印機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、記錄試驗結(jié)果；

18.  曲線：載荷-時間、位移-時間、能量-時間等曲線圖形。

五、基本結(jié)構(gòu)：

儀器化沖擊試驗機由底座、機架、擺錘、標(biāo)度盤指示機構(gòu)、傳動機構(gòu)、掛脫擺機構(gòu)、預(yù)揚角調(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)想品牌計算機（CPU≥2.0G、內(nèi)存≥1G、硬盤≥160G、光驅(qū) DVD-ROM、軟驅(qū) 1.44M），打印機（A4惠普激光打印機），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（擺錘試驗機專用傳感器，**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)

儀器化沖擊試驗機沖擊能量測控系統(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）沖擊試驗機測控系統(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角和沖斷試樣后的反揚角，從而得到試驗機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采樣點的速度參數(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.      揚角測控：采用編碼器3600線、分辯率0.1°， 滿足揚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角，為研究不同速度下材料抵抗裂紋擴展的能力提供實驗數(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。實現(xiàn)力（能量、位移）—時間曲線的繪制。

4.      數(shù)據(jù)分析與處理：實現(xiàn)關(guān)鍵特征點的特征值及相關(guān)曲線的顯示與輸出（其中相關(guān)曲線4種、特征值24個）。根據(jù)所獲取的各種曲線，將沖擊功A_K值分成若干個相關(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，自己做成測試報告。  

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

7.      控制功能：本系統(tǒng)可以對試驗機的動作流程進(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，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，測試沖擊試驗機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個計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、沖擊試驗檢測界面說明

該測試系統(tǒng)的主界面共分5個部分：標(biāo)題區(qū)、功能鍵區(qū)、試驗信息區(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：點擊該鍵，彈出對話框，按順序進(jìn)行操作可完成沖擊試驗。

b)   揚擺；點擊此鍵試驗機完成揚擺動作。

c)   放擺：試驗完成后，點擊該鍵實現(xiàn)自動放擺**鉛垂位置。

d)   空打標(biāo)定；點擊該鍵會執(zhí)行1個空打標(biāo)定的程序，在無試樣的情況下測試試驗機的摩擦阻力及空氣阻力并計算出能量損耗。

e)   調(diào)零：執(zhí)行測力傳感器零點調(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)定后計算出的試驗機摩擦及空氣阻力損耗，其單位為焦耳∕度。

h)   揚角；顯示該次沖擊試驗中揚擺的角度。

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

j)   檢測報告：試驗結(jié)束，點擊該鍵；彈出檢測報告界面，其主要檢測數(shù)據(jù)及試驗環(huán)境參數(shù)，會自動傳送到檢測報告中生成報告。

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

試驗信息區(qū)：該區(qū)包含了送檢日期、試驗環(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)在實驗準(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、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、沖擊時間、沖擊能量、吸收能量、位移、裂紋形成能量及裂紋擴展能量等。（示波沖擊試驗檢測界面附圖于后）

九、沖擊試驗檢測報告說明

該報告共有24個數(shù)據(jù)向用戶提供：沖擊速度、沖擊時間、沖擊能量、吸收能量、位移、信號上升時間、裂紋形成能量、裂紋擴展能量、屈服力、屈服時間、屈服位移、屈服能量、**大力、**大力的時間、**大力的位移、**大力的能量、不穩(wěn)定裂紋擴展起始力、不穩(wěn)定裂紋擴展終止力、不穩(wěn)定裂紋擴展起始時間、不穩(wěn)定裂紋擴展終止時間、不穩(wěn)裂紋擴展起始位移、不穩(wěn)定裂紋擴展終止位移、不穩(wěn)定裂紋擴展起始能量、不穩(wěn)定裂紋擴展終止能量。