Кафедра «Автоматизации технологических процессов»

Имени И.М.ГУБКИНА

 

 

Кафедра «Автоматизации технологических процессов»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Автоматические промышленные средства испытания для определения динамической прочности материалов»

 

 

Выполнила: студентка группы МП-08-6

Терехова А.И.

Проверила: Салащенко В.А.

 

 

Москва 2012 г.

Содержание

Введение. 3

Классификация методов измерения, анализ влияния факторов на измерение. 4

Неразрушающие методы и приборы.. 8

Нормативные документы.. 10

Методы испытаний. 11

Статические характеристики приборов. 14

Динамические характеристики приборов. 15

Средства анализа и обработки информации. 16

Автоматизация процессов управления испытаниями и обработки результатов… 18

Применение управляющих ЭВМ при испытаниях материалов. 20

Список использованной литературы.. 21

 

Введение

 

Ударная вязкость (ударная или динамическая прочность) — свойство материала сопротивляться ударным нагрузкам. Испытания производят на приборах — копрах. Характеристикой этого свойства является работа, затраченная на разрушение стандартного образца (Дж), отнесенная к единице его объема (м³) или площади (м²).

При стандартных испытаниях, например, испытаниях на растяжение и изгиб, материал поглощает энергию медленно. Реально материалы очень часто быстро поглощают энергию приложенного усилия, например, усилия от падающих предметов, ударов, столкновений, падений и т.д. Целью испытаний на прочность при ударе является имитация таких условий.

Для исследования свойств определенных образцов при заданных ударных напряжениях и для оценки хрупкости или ударной вязкости образцов применяются методы Изода и Шарпи. Результаты испытаний по этим методам не должны использоваться как источник данных для проектных расчетов компонентов. Информация о типовых свойствах материала может быть получена посредством испытания разных типов испытуемых образцов, приготовленных в различных условиях, с изменением радиуса надреза и температуры испытаний.

Испытания по обоим методам проводятся на ударном маятниковом копре. Образец зажимают в тисках, а маятниковый копер с закаленной стальной ударной поверхностью определенного радиуса отпускают с заданной высоты, что вызывает срез образца от резкой нагрузки. Остаточная энергия маятникого копра поднимает его вверх. Разность высоты падения и высоты возврата определяет энергию, затраченную на разрушение испытуемого образца. Эти испытания могут проводиться при комнатной температуре либо при пониженных температурах для определения хладноломкости. Испытуемые образцы могут быть разными по типу и размерам надрезов.

Результаты испытаний на удар падающим грузом, например, по методу Гарднера или изогнутой плитой, зависят от геометрии падающего груза и опоры. Их можно использовать только для определения относительного ранжирования материалов. Результаты испытаний на удар не могут считаться абсолютными, кроме случаев, когда геометрия испытательного оборудования и образца соответствуют требованиям конечного применения. Можно ожидать, что относительное ранжирование материалов по двум методом испытаний будет совпадать, если характер разрушения и скорости удара одинаковы.

Обычно оценивается работа до разрушения или разрыва испытываемого образца при ударной нагрузке, отнесённой к площади его сечения в месте приложения нагрузки. Выражается в Дж/м² или в кДж/м².

 

Маятниковый копер JBW150

 

 

Маятниковые копры серии JBW предназначены для измерения энергии разрушения образцов при испытаниях на двухопорный ударный изгиб и применяются в лабораторной практике для исследования механических свойств металлов и сплавов в различных отраслях промышленности.

Принцип действия копра основан на измерении количества энергии, затраченной на разрушение образца единичным ударным нагружением. Количество энергии определяется как разность между значениями потенциальной энергии маятника копра до удара, и после разрушения образца.
В зависимости от модификации копра на маятник могут устанавливаться съемные молоты, входящие в комплект поставки, что обеспечивает получение номинальной потенциальной энергии маятников, например, на копре JBW-300 в 150 и 300 Дж.

Копер с компьютерным управлением JBW оснащен устройством измерения сигнала с оптико-электрическим преобразователем, который обеспечивает расчет результата с помощью установок компьютерной программы и вывод численного значения на монитор ПК, с возможностью его дальнейшего сохранения и печати. Копер может управляться как с пульта управления, так и при помощи компьютерной программы копры JBW.

Прибор подлежит обязательной сертификации на соответствие требованиям нормативно-технической документации.

Основные технические характеристики

Энергия удара	150Дж
Угол подъема	150 0°
Скорость удара	5,2 м/с
Расстояние между опорами образца	40мм
Радиус закругления опор	1,0мм - 1,5мм
Радиус закругления ножа маятника	2,0мм – 2,5мм
Угол ножа маятника	30°
Габаритные размеры копра, мм: - высота - ширина - длина
Масса копра, кг, не более
Напряжение питания, В	3 фазы, 380 В, 50 Гц или 220 В 60 Гц

Нормативные документы

 

1. ГОСТ 9454-78 «Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенной температурах»;

2. ГОСТ 10708-82 «Копры маятниковые. Технические условия»;

3. ISO 148-2:1998 «Материалы металлические. Ударное испытание на маятниковом копре по Шарпи»;

4. ISO 180:1993 «Определение ударной вязкости по Изоду»;

5. ISO 179:1993 «Определение ударной вязкости по Шарпи»;

6. ОКП 42 7114 Машины для испытания металлов на удар (копры)

420000 – приборы и средства автоматизации общепромышленного назначения;

427000 – машины и приборы для измерения механических величин;

427100 – машины и проборы для определения механических свойств материалов;

427110 – машины и приборы для испытания металлов;

427114 – машины для испытания металлов на удар;

7. ТН ВЭД 90241099 Машины и приборы для испытания металлов на удар (копры).

90 – инструменты и аппараты оптические, фотографические, измерительные, контрольные, преционные, медицинские или хирургические: их части и принадлежности;

9024 – машины и устройства для испытания на твердость, прочность, сжатие, упругость или другие механические свойства материалов;

902410 – машины и устройства для испытания металлов;

90241099 – машины и приборы для испытания на удар;

Методы испытаний

 

Существующие лабораторные методы отличаются по:

- способу закрепления образца на испытательном стенде;

- способу приложения нагрузки - падающая гиря, маятник, молот;

- наличию или отсутствию надреза в месте приложения удара.

Для испытания "без надреза" выбирается лист материала с равной толщиной по всей площади. При проведении испытания "с надрезом" на поверхности листа проделывается канавка, как правило, на стороне обратной по отношению к месту удара, на всю ширину (длину) образца, глубиной на 1/2 толщины. Ударная вязкость при испытании "без надреза" может превышать результат испытаний "с надрезом" более чем на порядок.

Среди распространенных методов испытаний на ударопрочность следует отметить:

- Испытания по Шарпи;

- Испытания по Гарднеру;

- Испытания по Изоду.

Программа калибровки

 

Protocol ()

Char S1 [40], S2[40], S3[40], Si[ ]

/*S1 – протокол №…*/

/*S2 – дата */

/*S3 – время */

Gets (S1);

Cprintf (“протокол №…/n”, strlen (S1));

Gets (S2);

Cprintf (“дата …/n”, strlen (S1));

Gets (S3);

Cprintf (“время…/n”, strlen (S1));

………

Return ();

 

#define STAT 0 x 309 /*Регистр состояния макетной платы*/

#define CNTRL 0 x 30С /*Управляющий регистр макетной платы*/

#define ADC 0 x 308 /* АЦП: адрес и данные*/

#define STRTAD 0x30A /*Регистр запуска преобразования*/

 

main ()

 

{

int rab15, rab150, rabx, slope, S, udarnayavyazkost;

char c=0

output(CNTRL,1); /*Установка второго бита в управляющем*/

/*регистре для разрешения запуска программы*/

/*преобразования*/

output(ADC,1): /*Выбор канала 1*/

 

cprintf («Ввести значение площади S= м². \ n»);

cprintf («Калибровка 1: задать значение работы=15 Дж. \ n»);

cprintf («Через 1 минуту нажмите любую клавишу. \n»);

 

while (!kbhite()); /*Ждать нажатия клавиши*/

rab15=get_data() /*Получить значение ударной вязкости для работы 15 Дж*/

 

cprintf («Ввести значение площади S= м². \ n»);

cprintf («Калибровка 2: задать значение работы=150 Дж. \ n»);

cprintf («Через 5 минут нажмите любую клавишу. \n»)

 

while (!kbhit()); /*Ждать нажатия клавиши*/

rab150=get_data()

slope=135/(rab150-rab15); /*Расчет коэффициента линейной*/

/*зависимости ударной вязкости от работы*/

 

cprintf («Нажмите любую клавишу для отсчета ударной вязкости. \n»);

cprintf («Нажмите е для выхода из программы. \n»);

 

while(c!=’e’) /*Повторять, пока не нажата клавиша е*/

{

If (kbhit() /*Отсчет ударной вязкости, если нажата*/

/*любая клавиша*/

{

rabx=get_data();

 

udarnayavyazkost=slope*(rabx/S); /*Расчет ударной вязкости */

cprintf («Ударная вязкость = Дж/м² d/n», udarnayavyazkost);

c=getch();

}

}

}

get=data()

{

int datum;

 

outp(STRTAD); /*Запуск преобразования*/

while(!(inp(STAT)&2)); /*Ждать завершения преобразования*/

datum=inp(ADC);

return(datum);

}

 

Список использованной литературы

1) Шевченко Б.А. «Маятниковый копер для испытания изделий на удар» Москва-1985.
2) Шевченко Б.А. «Совершенствование маятникового копра для исследования изделий на ударные воздействия» Старый Оскол, 2003. Изд. СТИ МИСиС. С. 152-155.

3) Никитина Е. В. «Динамические процессы» Москва-2006.

4) ГОСТ 9454-78 «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенных температурах»

5) Интернет-ресурсы:

http://www.nntu.scinnov.ru/RUS/fakyl/Ksf/smk/textbooks/labpract01/07.pdf

http://tpmarket.ru/index.php?option=com_smarttable&Itemid=2&pikmik=56&mainid=221

http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-33/18.htm

http://www.polgroup.ru/coper.html

http://www.materialscience.ru/subjects/materialovedenie/kontrolnie/kontrolnaya_rabota_1_variant_1_vopros_2_17_02_2010/

http://www.lec-instruments.ru/plastic_rezina/dart-cat.htm

 

http://medlab.nnz.ru/razdel.php?r1=2&r2=52&t=136

Имени И.М.ГУБКИНА

 

 

Кафедра «Автоматизации технологических процессов»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Автоматические промышленные средства испытания для определения динамической прочности материалов»

 

 

Выполнила: студентка группы МП-08-6

Терехова А.И.

Проверила: Салащенко В.А.

 

 

Москва 2012 г.

Содержание

Введение. 3

Классификация методов измерения, анализ влияния факторов на измерение. 4

Неразрушающие методы и приборы.. 8

Нормативные документы.. 10

Методы испытаний. 11

Статические характеристики приборов. 14

Динамические характеристики приборов. 15

Средства анализа и обработки информации. 16

Автоматизация процессов управления испытаниями и обработки результатов… 18

Применение управляющих ЭВМ при испытаниях материалов. 20

Список использованной литературы.. 21

 

Введение

 

Ударная вязкость (ударная или динамическая прочность) — свойство материала сопротивляться ударным нагрузкам. Испытания производят на приборах — копрах. Характеристикой этого свойства является работа, затраченная на разрушение стандартного образца (Дж), отнесенная к единице его объема (м³) или площади (м²).

При стандартных испытаниях, например, испытаниях на растяжение и изгиб, материал поглощает энергию медленно. Реально материалы очень часто быстро поглощают энергию приложенного усилия, например, усилия от падающих предметов, ударов, столкновений, падений и т.д. Целью испытаний на прочность при ударе является имитация таких условий.

Для исследования свойств определенных образцов при заданных ударных напряжениях и для оценки хрупкости или ударной вязкости образцов применяются методы Изода и Шарпи. Результаты испытаний по этим методам не должны использоваться как источник данных для проектных расчетов компонентов. Информация о типовых свойствах материала может быть получена посредством испытания разных типов испытуемых образцов, приготовленных в различных условиях, с изменением радиуса надреза и температуры испытаний.

Испытания по обоим методам проводятся на ударном маятниковом копре. Образец зажимают в тисках, а маятниковый копер с закаленной стальной ударной поверхностью определенного радиуса отпускают с заданной высоты, что вызывает срез образца от резкой нагрузки. Остаточная энергия маятникого копра поднимает его вверх. Разность высоты падения и высоты возврата определяет энергию, затраченную на разрушение испытуемого образца. Эти испытания могут проводиться при комнатной температуре либо при пониженных температурах для определения хладноломкости. Испытуемые образцы могут быть разными по типу и размерам надрезов.

Результаты испытаний на удар падающим грузом, например, по методу Гарднера или изогнутой плитой, зависят от геометрии падающего груза и опоры. Их можно использовать только для определения относительного ранжирования материалов. Результаты испытаний на удар не могут считаться абсолютными, кроме случаев, когда геометрия испытательного оборудования и образца соответствуют требованиям конечного применения. Можно ожидать, что относительное ранжирование материалов по двум методом испытаний будет совпадать, если характер разрушения и скорости удара одинаковы.

Обычно оценивается работа до разрушения или разрыва испытываемого образца при ударной нагрузке, отнесённой к площади его сечения в месте приложения нагрузки. Выражается в Дж/м² или в кДж/м².