Управление испытаниями на разрывной машине

Система «Разрывные машины» предназначена для контроля механических свойств материалов при статических испытаниях на растяжение и сжатие. Система используется для автоматизации испытательного оборудования: разрывных машин, силозадающих машин, испытательных прессов.

Аппаратная часть

Состав системы определяется в зависимости от типа испытательной машины и определяемых характеристик изделий. Для определения механических свойств материалов путем их разрушения на разрывной машине используются интеллектуальный датчик перемещений и интеллектуальный тензодатчик. Интеллектуальный датчик перемещений состоит из инкрементного преобразователя линейных перемещений и измерительного модуля ZET 7060‑E Encoder‑485. Интеллектуальный тензодатчик состоит из датчика силы растяжения/сжатия и измерительного модуля ZET 7010 Tensometer-485. Интеллектуальный тензодатчик обеспечивает измерение прилагаемой к образцу силы, с помощью интеллектуального датчика перемещения определяется изменение линейных размеров образца.

Интеллектуальные датчики объединяются в общую измерительную сеть. Данные передаются на ПК и обрабатываются SCADA-проектом «Разрывные машины». На протяжении процесса испытаний строится график нагрузка-деформация. По окончании испытаний рассчитываются параметры изделия и формируется отчет по заданной форме.

Программная часть

Система обеспечивает расчет следующих параметров в соответствии с ГОСТ 1497:

• временное сопротивление σ_в,
• предел текучести (условный) σ_0,2,
• относительное удлинение после разрыва δ,
• относительное сужение после разрыва ψ.

а также:

• графическое определение Р_0,2,
• отображение значения максимальной нагрузки.

Для расчета параметров используются результаты измерений датчика перемещения и тензодатчика, а также значения начальных и конечных размеров образца, вносимые оператором.

Перед началом испытаний указываются начальные габариты образца: диаметр сечения для образцов круглого сечения и длины сторон для образцов прямоугольного сечения, а также расчетная и рабочая длина. Испытуемый образец устанавливается в разрывную машину и запускаются испытания.

В процессе измерений по показаниям датчика перемещений и тензодатчика строится график P(Δl), где P — прилагаемое усилие, Δl — удлинение. Из массива данных выделяется прямолинейный участок и строится параллельная ему прямая на расстоянии 0,2lрасч. (20% расчетной длины). По точке пересечения получившейся прямой с графиком P(Δl) определяют Р0,2 для расчета условного предела текучести. Условый предел текучести рассчитывается согласно ГОСТ 1497 по формуле: σ0,2=P0,2/F0, где σ0,2 — предел текучести условный, P0,2 — усилие предела текучести условного, F0 — начальная площадь поперечного сечения образца. Для определения временного сопротивления σв образец подвергают растяжению под действием плавно возрастающего усилия до разрушения. Наибольшее усилие, предшествующее разрушению образца, принимается за усилие Рmах, соответствующее временному сопротивлению. Временное сопротивление определяется согласно ГОСТ 1497 по формуле: σв=Pmах/F0, где σв — временное сопротивление, P0,2 — усилие, предшествующее разрушению образца, F0 — начальная площадь поперечного сечения образца. Относительное удлинение образца после разрыва определяется согласно ГОСТ 1497 по формуле: δ=100·(lk—l0)/l0, где δ — относительное удлинение, lk — конечная расчетная длина, l0 — начальная расчетная длина. Относительное сужение после разрыва определяется согласно ГОСТ 1497 по формуле: ψ=100•(F0—Fk)/Fk, где ψ — относительное удлинение, Fk — начальная площадь поперечного сечения образца, F0 — площадь поперечного сечения образца после разрыва.

Состав интеллектуальной системы «Разрывные машины»

Описание	Примечание
Датчик силы растяжения и сжатия ТХ25 Преобразование воздействующей силы в электрический сигнал. Диапазон измерений от 1 до 10 тс.
Измерительный модуль ZET 7010 Tensometer-485 Преобразование сигнала с датчика в значения воздействующей силы и передача этих данных по протоколу Modbus по интерфейсу RS-485.	Может быть выполнен в промышленном корпусе
Датчик перемещения Преобразование линейного перемещения в электрический сигнал.
Измерительный модуль ZET 7060-E Encoder-485 Преобразование сигнала с датчика в значения линейного перемещения и передача этих данных по протоколу Modbus по интерфейсу RS-485.	Может быть выполнен в промышленном корпусе
ZET 7070 RS-485↔USB Модуль передачи данных с измерительных модулей на ПК
MODBUS OPC Сервер Программа «Сервер данных интеллектуальных датчиков»	Входит в комплект поставки ZET 7070
Кабели для подключение измерительных модулей к ZET 7070
Программное обеспечение ZETLab Программы для отображения результатов измерений интеллектуальных датчиков в численном и графическом виде на плоскости и в объеме.	Опция
SCADA проект «Разрывные машины» Программа, реализованная в графической среде разработки приложений для автоматизации измерений SCADA ZETView. В проекте заложен алгоритм расчета параметров испытуемого образца по показаниям датчиков и исходным данным, установленных оператором (профиль образца может также выбираться из списка). В процессе измерений строится график зависимости деформации от прилагаемой силы. Результаты измерений выводятся на цифровые индикаторы и могут быть записаны в отчет по установленной форме.	Опция

Дополнительные возможности

1. При использовании интеллектуальных датчиков с интерфейсом CAN возможно построение системы с передачей данных по радиоканалу.
2. Система может комплектоваться регулятором (ZET 7060 Digital-CAN, ZET7060-G DigitalGenerator-485) для автоматического управления испытательной машиной.
3. Адаптация системы для расчета других параметров не потребует особых навыков — программа имеет интуитивно понятный графический интерфейс редактирования.