專利名稱：材料的塑性變形測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種材料的塑性變形測(cè)量的裝置。特別是一種用于測(cè)量金屬塑性變形測(cè)量的裝置。
眾所周知，金屬材料在受外力作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一定的變形，當(dāng)作用力去除后，變形也隨之減小，但常留有一部分變形而無法完全復(fù)原，這部分變形即為材料的塑性變形。在工程實(shí)際中，作用于構(gòu)件的外力是變動(dòng)的，大量的構(gòu)件會(huì)因突然的“脆性”斷裂而失效。據(jù)統(tǒng)計(jì)這種破壞形式在工程的構(gòu)件中占百分之八十，這種破壞形式被稱為疲勞破壞，為此人們投入大量的時(shí)間和資金研究材料的疲勞過程。目前，研究工作基本都在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，金屬的疲勞過程與其塑性變形有密切的關(guān)系，因此，如何測(cè)量塑性變形成為材料工作者關(guān)心的問題，最早實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用電阻應(yīng)變片測(cè)量材料的總體變形，后來發(fā)展到用復(fù)形技術(shù)來觀測(cè)塑性變形，但這些技術(shù)都需要將試樣離開實(shí)驗(yàn)機(jī)或停機(jī)測(cè)量。而停機(jī)過程本身對(duì)材料的疲勞也有很大的影響，造成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題，這些手段對(duì)工程構(gòu)件也難以辦到。八十年代中期以后，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們利用作用于試樣的力和產(chǎn)生的應(yīng)變的兩路信號(hào)完成了對(duì)試樣塑性變形實(shí)時(shí)跟蹤觀察，產(chǎn)生了許多的成果。但有兩大問題，首先是需要作用力的信號(hào)，對(duì)純彎曲旋轉(zhuǎn)疲勞機(jī)等無法測(cè)量作用力的情況，則無法測(cè)量塑性變形。其次作用力的信號(hào)來自載荷傳感器，它是作用于試樣的合力，而塑性變形在疲勞過程中是局部的，其精確度仍是一個(gè)問題。
經(jīng)檢索可知目前還沒有一種理想的含有材料試驗(yàn)機(jī)的實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量材料塑性變形測(cè)量裝置問世。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種將局部的應(yīng)變信號(hào)經(jīng)快速付氏變換分解，將彈性變形量與塑變形量的有效分離，從而利用應(yīng)變信號(hào)(局部的整體變形)就可以測(cè)量出塑性應(yīng)變量的大小，為科學(xué)實(shí)驗(yàn)，工程實(shí)際觀察疲勞過程提供了有力的手段的材料塑性變形測(cè)量裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它由材料試驗(yàn)機(jī)、信號(hào)放大及濾波器、應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化及采集器和塑性應(yīng)變量分析計(jì)算器的組成的材料的塑性變形測(cè)量裝置。
在信號(hào)放大及濾波器中，電阻R1一端接在電阻R2的一端，同時(shí)接在運(yùn)算放大器的負(fù)端，電阻R2的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端及R4相連、電阻R3的一端接地，另一端與接地的電容C1相連，同時(shí)與運(yùn)算放大器的正端相連，信號(hào)放大及濾波器中，R1、R2、R3、C1組成了差分放大器，電阻R4、電容C2組成的低通濾波器，再經(jīng)電阻R5、電阻R6、電阻R7和電容C3組成的積分型低通濾器。電阻R5一端與電阻R4及電容C2相連，電阻R5的另一端接在電阻R6、電容C3及運(yùn)算放大器的負(fù)端，運(yùn)算放大器的正端通過電阻R7接地，電阻R6的另一端、電容C3的另一端與放大運(yùn)算器的輸出端相連。
在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化及采集器中，接線D0-D7與數(shù)據(jù)鎖存器相連，然后接在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化器上，接線A1-A9與接口控制邏輯器相連，然后接在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化器上，接線A0、A1、A2與地址鎖存器相連，然后接在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化器上。
本實(shí)用新型由應(yīng)變信號(hào)就可確定塑性應(yīng)變大小，并能對(duì)材料疲勞過程進(jìn)行跟蹤，特別適合于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的疲勞監(jiān)測(cè)，以及在材料作用力無法確定的情況下，進(jìn)行塑性變形的跟蹤測(cè)量。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型及其實(shí)施例作進(jìn)一步的描述

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的信號(hào)放大及濾波器。
圖3為本實(shí)用新型的應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化及采集器。
圖4為本實(shí)用新型的彈、塑性應(yīng)變量分析計(jì)算器計(jì)算框圖。
圖中FDLB為信號(hào)放大及濾波器、SJZH為應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化及采集，TSIB為彈、塑性應(yīng)變量分析計(jì)算器。
從圖1中的材料試驗(yàn)機(jī)輸出電阻應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變信號(hào)，通過信號(hào)放大及濾波器(FDLB)，信號(hào)放大及濾波器中，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1組成了差分放大器，電阻R1、電阻R2決定了放大器的放大倍數(shù)，電阻R3起了平衡作用，電容C1阻止了交變信號(hào)的損耗。信號(hào)經(jīng)上述放大后，進(jìn)入電阻R4、電容C2組成的低通濾波器(見圖2)，再經(jīng)電阻R5、電阻R6、電阻R7和電容C3組成的積分型低通濾器，阻止了高頻的干擾信號(hào)的混入，保證了分析計(jì)算的精度。從信號(hào)放大及濾波器中獲得的信號(hào)通過應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化及采集器(SJZH)，其結(jié)構(gòu)連接關(guān)系如圖3所示，在圖3中A/D是使用現(xiàn)有可以外購的AD0804芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的，然后，再通過彈、塑性應(yīng)變量分析計(jì)算器計(jì)算彈塑性應(yīng)變量，其彈、塑性應(yīng)變量分析計(jì)算器(TSIB)計(jì)算框圖見圖4。
當(dāng)材料在彈性范圍內(nèi)受拉壓循環(huán)載荷作用時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間僅與彈性模量有關(guān)，呈線性關(guān)系。在非彈性范圍內(nèi)，對(duì)試樣施加載荷時(shí)，材料的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系可通過上述裝置進(jìn)行計(jì)算。
權(quán)利要求1．一種含材料試驗(yàn)機(jī)的材料的塑性變形測(cè)量裝置其特征在于它還有信號(hào)放大及濾波器，應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化及采集器和塑性應(yīng)變量分析計(jì)算器組成的材料塑性變形測(cè)量裝置；(1)在信號(hào)放大及濾波器中，電阻R1一端接在電阻R2的一端，同時(shí)接在運(yùn)算放大器的負(fù)端，電阻R2的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端及R4相連、電阻R3的一端接地，另一端與接地的電容C1相連，同時(shí)與放大運(yùn)算器的正端相連，信號(hào)放大及濾波器中，R1、R2、R3、C1組成了差分放大器，電阻R4、電容C2組成的低通濾波器，再經(jīng)電阻R5、電阻R6、電阻R7和電容C3組成的積分型低通濾器，電阻R5一端與電阻R4及電容C2相連，電阻R5的另一端接在電阻R6，電容C3及運(yùn)算放大器的負(fù)端，運(yùn)算放大器的正端通過電阻R7接地，電阻R6的另一端、電容C3的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端相連；(2)在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化及采集器中，接線D0-D7與數(shù)據(jù)鎖存器相連，然后接在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化器上，接線A1-A9與接口控制邏輯器相連，然后接在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化器上，接線A0、A1、A2與地址鎖存器相連，然后接在應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)化器上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種材料的塑性變形測(cè)量裝置,材料試驗(yàn)機(jī)輸出的應(yīng)變信號(hào),通過信號(hào)放大及濾波器,信號(hào)放大及濾波器中的差分放大器,信號(hào)經(jīng)上述放大后,進(jìn)入電阻R
文檔編號(hào)G01B7/16GK2315529SQ9724786
公開日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月24日
發(fā)明者吳維青 申請(qǐng)人:福州大學(xué)