扭转试验电测方法研究

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扭转试验在确定材料力学性能、检验材料质量方面被广泛采用。扭转试验的核心就是测量扭矩M和扭角Φ,然后通过图解或计算的方法得到材料的G、τP、τS、τb等力学参数。本文对扭矩的各种测量方法进行了归纳,分析了各种方法的利弊,进而选定了平衡力法来测量扭矩;而扭角的测量则采用光电编码器。同时将电测法和虚拟仪器技术引入到扭转试验的升级改造中来,以期提高试验数据的精度,并实现扭转试验的数据自动采集和自动处理。本文基于一种常用的扭转试验机,采用了技术较为成熟的扭矩传感器,通过平衡力法测量扭矩,并采用光电编码器测量扭转角;应用应变电测原理及虚拟仪器技术,设计了虚拟仪器,建立了虚拟测量系统,实现了扭转试验的电测法改造。改造后,在试验中可以得到精确的扭矩-扭转角图,得到材料从扭转变形到断裂的全过程的数据,显示变形速率,实验结果更为精确、直观;其图形中各点都对应着精确的取值,在计算机中直接显示,便于对试验进行分析和计算;硬件与计算机之间采用USB接口进行通讯,方便快捷;采用图形化的软件LabVIEW进行编程,用户界面更加友好。该方法为材料的力学性能试验研究提供了一种新的思路和方便的手段。改造后的扭转试验方法已经在高校的实验室中付诸实践,效果良好。
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