專利名稱：材料粘附與摩擦性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及的是一種材料粘附與摩擦性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
目前國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的可以測(cè)試材料的粘附和摩擦性能的測(cè)試裝置還不多見(jiàn)，且裝置龐大、笨重、不經(jīng)濟(jì)，只能測(cè)試大載荷下的一維參數(shù)。
數(shù)據(jù)采集卡包括依次由低通濾波器喧嘩于模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)連于跟隨緩沖器連于程控增益調(diào)整器連于采樣/保持器連于A/D轉(zhuǎn)換器所組成的集成塊(采用商品化生產(chǎn))。


圖1是材料粘附與摩擦性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)組成框圖。
圖2是機(jī)械傳動(dòng)測(cè)力裝置組成示意圖。
圖3是圖2的右視示意圖。
圖4是懸臂梁測(cè)力機(jī)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明的程序流程框圖。
圖1中小框圖標(biāo)號(hào)名稱1、機(jī)械傳動(dòng)測(cè)力裝置，2、信號(hào)放大器，3、數(shù)據(jù)采集卡，4、計(jì)算機(jī)，5、驅(qū)動(dòng)裝置。
圖2中標(biāo)號(hào)名稱6、Y向步進(jìn)電機(jī)，7、固定支架，8、X向步進(jìn)電機(jī)，9、電機(jī)支撐板，10、X向滑動(dòng)條，11、底板，12、試樣，13、縣臂梁測(cè)力機(jī)構(gòu)，14、Y向滑動(dòng)面板，22、試樣合圖3中標(biāo)號(hào)名稱15、電機(jī)支撐板，16、Y向傳動(dòng)螺桿，17、具有內(nèi)螺紋孔的板筋，18、齒條，19、齒輪，其它標(biāo)號(hào)名稱與圖2一致。
圖4中標(biāo)號(hào)名稱20與21、應(yīng)變片，12、上試樣。
圖5中符號(hào)說(shuō)明XV——X方向運(yùn)行速度，YV——Y方向運(yùn)行速度，F(xiàn)N——隨機(jī)正法向壓力范圍，F(xiàn)a——隨機(jī)負(fù)法向壓力范圍，NC——循環(huán)次數(shù)。
工作過(guò)程是，由機(jī)構(gòu)傳動(dòng)測(cè)力裝置1測(cè)試到的摩擦力和粘著力分別通過(guò)各自的應(yīng)變片20與21產(chǎn)生應(yīng)變信號(hào)，輸入到信號(hào)放大器2，經(jīng)動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀2轉(zhuǎn)變?yōu)樾⌒盘?hào)模擬電壓，再由數(shù)據(jù)采集卡3轉(zhuǎn)為數(shù)字電壓信號(hào)，交由計(jì)算機(jī)處理。工作過(guò)程由計(jì)算機(jī)控制，軟件采用visualc++編制，實(shí)現(xiàn)可視化的操作面板，構(gòu)成虛擬儀器，以人機(jī)交互方式，首先對(duì)實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行選擇，再設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，然后啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，以備后期的分析和處理。本系統(tǒng)可以進(jìn)行三種功能的測(cè)試單垂直方向的粘著力測(cè)試，單水平方向的摩擦力測(cè)試和二維運(yùn)動(dòng)中的粘著力和摩擦力的測(cè)試。程序流程圖如圖5所示。
機(jī)構(gòu)傳動(dòng)測(cè)力裝置1實(shí)現(xiàn)垂直與水平兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)中上試樣作用于下試樣法向壓力的施加和控制，以及上試樣相對(duì)于下試樣側(cè)向運(yùn)動(dòng)時(shí)的切向力的測(cè)試要求。
Y向運(yùn)動(dòng)是種用Y向傳動(dòng)螺桿16連于Y向步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)軸，其Y向傳動(dòng)螺桿16通過(guò)安裝于Y向滑動(dòng)面板14上的具有內(nèi)螺紋孔的板筋17，從而帶動(dòng)Y向滑動(dòng)面板14相對(duì)于Y向傳動(dòng)螺桿16的上下運(yùn)動(dòng)。
X向運(yùn)動(dòng)是種用裝于X向步進(jìn)電機(jī)8轉(zhuǎn)軸上的齒輪19與固定于X向滑動(dòng)條10上的齒條18相嚙合，通過(guò)齒輪與齒條的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)安裝于Y向滑動(dòng)面板14上的X向滑動(dòng)條10左右運(yùn)動(dòng)。(或另一方案采用螺紋傳動(dòng))步進(jìn)電機(jī)采用42BYG永磁感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)可采用手動(dòng)和計(jì)算機(jī)兩種控制兩種方式來(lái)驅(qū)動(dòng)。手動(dòng)用于實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前上試樣與下試樣相互位置的調(diào)整。
步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置所需要的控制信號(hào)通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，控制信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)脈沖、方向控制、全/半角控制。利用計(jì)算機(jī)并上的對(duì)外輸出數(shù)據(jù)線可非常方便的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種材料粘附與摩擦性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征是依次由機(jī)械傳動(dòng)測(cè)力裝置(1)連于信號(hào)放大器(2)連于數(shù)據(jù)采集卡(3)連于計(jì)算機(jī)(4)連于驅(qū)動(dòng)裝置(5)后再與機(jī)構(gòu)傳動(dòng)測(cè)力裝置(1)相連而構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。
2.依權(quán)利要求1所述材料粘附與摩擦性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于機(jī)械傳動(dòng)測(cè)力裝置(1)的構(gòu)成是Y向步進(jìn)電機(jī)(6)通過(guò)電機(jī)支撐板(15)安裝在固定支架(7)上，此電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與Y向傳動(dòng)螺桿(16)相連，此Y向傳動(dòng)螺桿(16)通過(guò)具有內(nèi)螺紋孔的板筋(17)安裝在固定于固定支架(7)和底板(11)上的Y向滑動(dòng)面板(14)上，X向步進(jìn)電機(jī)(8)通過(guò)電機(jī)支撐板(9)安裝在Y向滑動(dòng)面板(14)上，X向步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連于與齒條(18)相嚙合的齒輪(19)或者傳動(dòng)螺桿，齒條(18)通過(guò)X向滑動(dòng)系統(tǒng)(10)安裝在Y向滑動(dòng)面板(14)下端的槽中，懸臂梁測(cè)力機(jī)構(gòu)(13)的一端安裝在X向滑動(dòng)條(10)上，另一端與試樣(12)相連，在懸臂梁上的兩個(gè)相互垂直的表面分別巾有應(yīng)變片(20)與(21)。
全文摘要
一種涉及材料粘附與摩擦性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括依次由機(jī)械傳動(dòng)測(cè)力裝置(1)連于信號(hào)放大器(2)連于數(shù)據(jù)采集卡(3)連于計(jì)算機(jī)(4)連于驅(qū)動(dòng)裝置(5)后再與機(jī)械傳動(dòng)測(cè)力裝置(1)相連而構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)式系統(tǒng)。本系統(tǒng)能在微小載荷(MN級(jí))下，自動(dòng)測(cè)試材料粘附與摩擦性能的二維參數(shù)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，根據(jù)實(shí)際需要，可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)方便地進(jìn)行采集與存儲(chǔ)，曲線的顯示與打印，并可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理。
文檔編號(hào)G01N19/04GK1425908SQ0311262
公開(kāi)日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2003年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者戴振東, 李明孜, 靳廣虎, 張昊 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)