扭轉(zhuǎn)試驗裝備的技能優(yōu)化

　　夾緊裝置部分為避免實驗過程中試件出現(xiàn)松動現(xiàn)象導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生偏差，所以加入一個夾緊裝置，這個夾緊裝置安裝在試驗機(jī)底座上，在實驗過程中將試件穿過夾緊裝置并固定，可以實現(xiàn)降低實驗誤差的目的。數(shù)據(jù)處理部分扭轉(zhuǎn)實驗可以將扭矩、扭角實時通過串口傳送到實驗機(jī)并將數(shù)據(jù)輸出到測量界面上。本文在原有程序中增加拉力測量值的顯示界面，并將拉力傳感器的測量數(shù)據(jù)按同樣的方式傳送到實驗界面中。同時在數(shù)據(jù)處理部分增加扭轉(zhuǎn)過程中施加恒定拉力的計算結(jié)果，最后以圖形的方式顯示在測量界面中。
　　串口通訊部分拉力傳感器通過串口將所測數(shù)值實時傳送到計算機(jī)，通過軟件編程將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而按實驗要求返回給試驗機(jī)相應(yīng)的指令，使其正常運(yùn)行。試樣設(shè)計主要考慮了以下幾點：（1）試樣試驗部分應(yīng)該符合拉伸、扭轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)要求；（2）考慮試驗機(jī)的量程，設(shè)計試樣的整體尺寸大小；（3）考慮到試驗過程中兩種載荷施加的方式，分別設(shè)計了試樣端頭夾持部分和夾頭的形狀，以便更簡便有效的進(jìn)行試驗。
　　實驗方案在室溫下，分別對三種不同材料16MnR、Q235、304不銹鋼進(jìn)行試驗，試驗過程中扭矩和拉力載荷的施加方式為：扭矩以0.5mm/min的速度施加，扭矩的大小通過扭矩傳感器獲得；軸力在每一次試驗過程中是保持恒定載荷，可以通過多次試驗，獲得不同恒定拉力和扭矩二向載荷作用下材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。每種材料進(jìn)行了5-7次試驗，實驗時首先施加軸向拉伸載荷，在保持軸力不變的條件下，逐步施加扭轉(zhuǎn)載荷。每次試驗施加的軸向拉力分別為40MPa、80MPa、120MPa、160MPa、200MPa、240MPa、280MPa，同步施加扭矩載荷，最終可以得到不同拉力載荷作用下的扭矩-扭轉(zhuǎn)角曲線。
　　扭矩以0.5mm/min的速率施加；拉力是恒定值，通過伺服電機(jī)施加并實時保載，整個試驗過程是由計算機(jī)程序控制，最終以扭矩-扭轉(zhuǎn)角等各種曲線或者數(shù)值的形式輸出結(jié)果。實驗結(jié)果采用拉扭聯(lián)合作用來表征塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，只要在拉力扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)上調(diào)整外力即可得到不同的加載路徑。本實驗采用的加載路徑為：施加扭轉(zhuǎn)載荷，得到不同拉力載荷作用下的扭矩-扭轉(zhuǎn)角曲線。
　　結(jié)論（1）通過軟硬件的改造，成功的將螺栓拉扭試驗機(jī)升級為微機(jī)控制可控載荷比例的試驗機(jī)，實現(xiàn)了試驗機(jī)的技術(shù)升級。（2）利用該裝置可得到不同拉力下材料的扭矩-扭角曲線，實現(xiàn)多種二向應(yīng)力狀態(tài)組合的實驗功能，為研究材料在塑性狀態(tài)下的力學(xué)行為提供了實驗基礎(chǔ)。（3）該方法對同類產(chǎn)品具有推廣意義。