專利名稱：材料粘附與摩擦性能自動測試系統(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測試系統(tǒng)。
目前國內(nèi)開發(fā)的可以測試材料的粘附和摩擦性能的測試裝置還不多見，且裝置龐大、笨重、不經(jīng)濟(jì)，只能測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測試系統(tǒng)組成框圖。
圖2是機(jī)械傳動測力裝置組成示意圖。
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)號名稱1、機(jī)械傳動測力裝置，2、信號放大器，3、數(shù)據(jù)采集卡，4、計(jì)算機(jī)，5、驅(qū)動裝置。
圖2中標(biāo)號名稱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向滑動條，11、底板，12、試樣，13、縣臂梁測力機(jī)構(gòu)，14、Y向滑動面板，22、試樣合圖3中標(biāo)號名稱15、電機(jī)支撐板，16、Y向傳動螺桿，17、具有內(nèi)螺紋孔的板筋，18、齒條，19、齒輪，其它標(biāo)號名稱與圖2一致。
圖4中標(biāo)號名稱20與21、應(yīng)變片，12、上試樣。
圖5中符號說明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)。
工作過程是，由機(jī)構(gòu)傳動測力裝置1測試到的摩擦力和粘著力分別通過各自的應(yīng)變片20與21產(chǎn)生應(yīng)變信號，輸入到信號放大器2，經(jīng)動態(tài)應(yīng)變儀2轉(zhuǎn)變?yōu)樾⌒盘柲M電壓，再由數(shù)據(jù)采集卡3轉(zhuǎn)為數(shù)字電壓信號，交由計(jì)算機(jī)處理。工作過程由計(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)，然后啟動電機(jī)驅(qū)動裝置進(jìn)行測試，同時(shí)進(jìn)行測試數(shù)據(jù)的采集和存儲，以備后期的分析和處理。本系統(tǒng)可以進(jìn)行三種功能的測試單垂直方向的粘著力測試，單水平方向的摩擦力測試和二維運(yùn)動中的粘著力和摩擦力的測試。程序流程圖如圖5所示。
機(jī)構(gòu)傳動測力裝置1實(shí)現(xiàn)垂直與水平兩個(gè)方向的運(yùn)動，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，以及上試樣相對于下試樣側(cè)向運(yùn)動時(shí)的切向力的測試要求。
Y向運(yùn)動是種用Y向傳動螺桿16連于Y向步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)軸，其Y向傳動螺桿16通過安裝于Y向滑動面板14上的具有內(nèi)螺紋孔的板筋17，從而帶動Y向滑動面板14相對于Y向傳動螺桿16的上下運(yùn)動。
X向運(yùn)動是種用裝于X向步進(jìn)電機(jī)8轉(zhuǎn)軸上的齒輪19與固定于X向滑動條10上的齒條18相嚙合，通過齒輪與齒條的相對運(yùn)動，帶動安裝于Y向滑動面板14上的X向滑動條10左右運(yùn)動。(或另一方案采用螺紋傳動)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)可采用手動和計(jì)算機(jī)兩種控制兩種方式來驅(qū)動。手動用于實(shí)驗(yàn)開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)動裝置所需要的控制信號通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，控制信號包括驅(qū)動脈沖、方向控制、全/半角控制。利用計(jì)算機(jī)并上的對外輸出數(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測試系統(tǒng)，其特征是依次由機(jī)械傳動測力裝置(1)連于信號放大器(2)連于數(shù)據(jù)采集卡(3)連于計(jì)算機(jī)(4)連于驅(qū)動裝置(5)后再與機(jī)構(gòu)傳動測力裝置(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測試系統(tǒng)，其特征在于機(jī)械傳動測力裝置(1)的構(gòu)成是Y向步進(jìn)電機(jī)(6)通過電機(jī)支撐板(15)安裝在固定支架(7)上，此電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與Y向傳動螺桿(16)相連，此Y向傳動螺桿(16)通過具有內(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向滑動面板(14)上，X向步進(jìn)電機(jī)(8)通過電機(jī)支撐板(9)安裝在Y向滑動面板(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)或者傳動螺桿，齒條(18)通過X向滑動系統(tǒng)(10)安裝在Y向滑動面板(14)下端的槽中，懸臂梁測力機(jī)構(gòu)(13)的一端安裝在X向滑動條(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測試系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括依次由機(jī)械傳動測力裝置(1)連于信號放大器(2)連于數(shù)據(jù)采集卡(3)連于計(jì)算機(jī)(4)連于驅(qū)動裝置(5)后再與機(jī)械傳動測力裝置(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)下，自動測試材料粘附與摩擦性能的二維參數(shù)，系統(tǒng)簡單實(shí)用，根據(jù)實(shí)際需要，可對測試數(shù)據(jù)方便地進(jìn)行采集與存儲，曲線的顯示與打印，并可對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理。
文檔編號G01N19/04GK1425908SQ0311262
公開日2003年6月25日 申請日期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 申請人:南京航空航天大學(xué)