[00938805]数字化非金属材料多功能冲击试验机

一、项目简介：JCSJ30-I型数字化非金属冲击试验机，适用于非金属材料及生产质量检测。该机不仅符合中华人民共和国国家标准及ISO，ASTM，DIN等国际标准，而且符合2000年ISO/DIN发布的最新标准：“Steel-charpy V-notch impact test-Instrumented test method”。 它的主要功能在于测定非金属材料断裂过程的载荷和变形瞬时值。在计算机硬软件的配合下可以计算，显示和打印出动态屈服载荷Fgy，最大载荷Fm…及相应的变形时间及变形大小。它还能把冲击总冲击功Wt分解成裂纹形成功WⅠ和裂纹扩展功WⅡ。为了衡量不同材料对冲击载荷的响应，引入了韧性指数概念，韧性指数定义为：DI=WII/WI， 即裂纹扩展功与裂纹形成功的比值。对于完全脆性材料，DI值接近与零，DI值越大，表明材料韧性越好。除此以外，还可显示、打印冲击试验结果及各种冲击曲线：载荷-时间，载荷-位移(挠度)，位移-时间及能量-时间等曲线。以上数据可为设计、分析和研究材料断裂进展、分析断裂机制以及材料性能提供依据。该机为满足不同冲击测试目的的要求，备有三种类型的冲头及夹具：悬臂梁、简支梁和冲击拉伸。此外，JCSJ30-I型冲击试验机全部数字化，去掉了老式冲击机的刻度盘，采用屏幕数显方式，可以准确的显示：摆锤抬摆高度H,冲击速度V及冲击总功Wt。除此之外该校还研制成功了用于金属冲击实验的JCSJ300-I型数字化多功能冲击试验机。1、背景和意义：JCSJ30-I数字化冲击试验机-具有高速数据采集及数据处理系统的冲击试验机，在中国尚属空白。与老式非金属冲击试验机相比较，它的主要优点是把冲击试验结果数字化，能够给出定量结果，是非金属冲击试验从老式冲击测出的定性分析跃进到定量分析；把毫无物理意义的冲击功赋予新的内涵，将其分解成具有物理意义的裂纹形成功和扩展功。测出的特征参数(例如屈服载荷及最大载荷)，不仅可供研究者定量分析材质优劣，而且可被设计者作为设计依据。数字化冲击试验机(也称为仪器化冲击试验机)，国外已有商品出售，金属用的弯冲试验机价格均在10-12万美元左右，非金属的价格在3-5万美元之间。该校研制成功的JCSJ30-I数字化非金属冲击试验机与国外同一功能试验机相比较，它在性能指标上不仅达到了国外水平，而且有所改进。国内售价为国外的三分之一左右。2、技术指标：JCSJ30-I型数字化非金属冲击试验机主要技术性能：主机性能：冲击能量：30J，15J，7.5J； 冲击速度：3.8m/s；外形尺寸：420×510×740mm；重量：约100kg。电测单元：charpy传感器：0-5kN±1；IZOD传感器：0-4kN±1；冲击拉伸传感器：0-10kN±1%FS，一个；A/D转换器：12位，频响为3M，采样频率可调；放大器：频响为1M，分5档：100，200，400，800，1000；计算机：586以上；打印机：喷墨打印机、激光打印机任选；数据处理软件包：悬臂梁软件包、简支梁软件包、冲击拉伸软件包；输出功能：可显示打印测试结果：Fgy、Fm、Sgy、Sm、St、tgy、 tm、WI、WII、Wt； 显示打印各种曲线：载荷-时间、载荷-位移、位移-时间、能量-时间。 3、主要特点：先进的检测系统：由可编程控制器等组成的自动检测及测量系统。先进的数据采集系统：高速12位A/D，转换速率为3M，力和位移信号同步采集；先进的数据处理系统：可运行于windows98、windows2000环境下，操作简便，易于掌握，功能齐全，全部汉化，可显示打印试验结果及多种冲击曲线。过程再现：试验结果可以任意存取，随时可以模拟再现。整体或局部放大：冲击曲线可以整体或局部放大。 Charpy，IZOD及冲击拉伸摆锤可以换。4、技术水平：该项研究，曾获得1996年航空工业总公司科技进步奖。专家们一致认为：“该机技术处于国内领先地位，达到了国际同类产品技术水平”。2001年研制者对主机进行重新设计，对主机结构，控制电路及其软硬件进行了重大的改进，与鉴定时相比，均有较大的提高。新设计的JCSJ30-I型数字化非金属冲击试验机三种冲头经过上百件试验结果证明，所测数据稳定，重复性好，显示装置由指针式改为数字显示，得到专门的好评。5、市场及效益分析：从长远和发展的角度看，数字化多功能试验机肯定要取代目前国内大量使用的老式冲击试验机(国内大约有2万台左右老式冲击机)，这是历史发展的必然。数字化(也称为仪器化)冲击试验机，使冲击试验焕发出青春，是冲击试验方法的一个飞跃，一个以新代旧，一个从量到质的变化，它将为材料的动态性能研究开启一条新的途径。国际上正在推广一种用冲击弯冲强度检查齿轮钢的应用寿命方法-Brugger试验，德国大众汽车厂，就是用专门设计的试样检验ZF钢齿轮生产质量，其标准为弯冲载荷大于等于49kN。长期试验结果表明：按这个标准检验的ZF钢齿轮具有无限的寿命。研究人员还研究了弯冲强度与疲劳强度的关系，并以经验公式表达出来。ISO2000“钢材V型缺口冲击试验-仪器化试验方法”中，除了上面提及的冲击参数测试外，还对钢板的韧性断裂表面比例，给出了计算公式：它涉及到Fm，Fig，Fgy及Fa等力学参数。日本的一些学者，对非金属冲击试验性能研究较多，他们对许多材料的韧性指数进行了测试并给出一些定量的结果。有些非金属材料，国外已经要求测定冲击载荷及其相关的参数。由于数字化冲击试验方法简便，省时，又能进行定量分析，国内外有许多学者在探讨用冲击方法定量的分析材质的变形、裂纹形成、裂纹扩展过程、韧脆转变、表面裂纹扩展以及止裂方法和分析。总之，关于数字化冲击试验测试材料的定量分析，还仅仅是开始，由于设备缺乏，还只是极少数人在进行。基于以上分析，数字化冲击试验机的市场是多方面的，主要应用的部门有：科研机关，大专院校，大型企业。它涉及到航空，航天，汽车，船舶，铁路，建材，化工，生物工程……等等各个方面，市场潜力很大。尤其是2000年，ISO国际标准化组织公布了“钢材V形缺口冲击试验-仪器化试验方法“以后，中国国家标准局也已经着手制定相应的标准。可见，仪器化(也就是数字化)冲击试验方法已经引起国内各方面的关注。这些标准方法的制定将会促进该机的推广使用。关于效益：进口同类产品，例如 Instron公司的产品，单价为9.3万英镑，折合人民币要110-120万元。该校研制的JCSJ300-I型数字化多功能冲击试验机国内售价暂定为40万元；JCSJ30-I型非金属冲击试验机，售价暂定为10万元。随着产品的数量及品种的增加，其效益是不言而喻的。二、合作方式：项目可以技术转让或其他方式进行合作，具体事宜面议。