RU96651U1

RU96651U1 - STAND FOR TESTING SAMPLES OF MATERIALS AND STRUCTURAL ELEMENTS

Info

Publication number: RU96651U1
Application number: RU2010104581/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Георгиевич Зубов; Вячеслав Васильевич Шевчук; Александр Сергеевич Долгов; Сергей Михайлович Наумов; Янина Стефановна Боровская
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-08-10

Abstract

Стенд для испытания образцов материалов и элементов конструкций, состоящий из n испытательных машин, в которых закреплены испытываемые образцы с установленными тензорезисторными датчиками, и многоточечной измерительной системы, отличающийся тем, что измерительная система содержит n+1 выносных коммутаторов датчиков, при этом соответствующие измерительные входы каждого из n выносных коммутаторов системы соединены с выходами тензорезисторов и датчиков подготовленного к испытаниям образца и постоянно соединены с выходами динамометров испытательных машин, а измерительные входы n+1-го коммутатора системы соединены с выходами имитаторов сигналов типов датчиков, подсоединенных к n коммутаторам, измерительные выходы коммутаторов системы через измерительную магистраль соединены с измерительным входом измерительно-управляющего блока системы, управляющие входы коммутаторов системы через магистраль управления соединены с управляющим выходом измерительно-управляющего блока системы, а информационный вход и выход измерительно-управляющего блока системы через интерфейсный блок соединен с соответствующим портом компьютера. A test bench for testing samples of materials and structural elements, consisting of n testing machines in which the tested samples are mounted with strain gauge sensors installed, and a multi-point measuring system, characterized in that the measuring system contains n + 1 remote sensor commutators, while the corresponding measuring inputs of each of n remote switches of the system are connected to the outputs of the strain gauges and sensors of the sample prepared for testing and are constantly connected to the outputs of the dynamometers and test machines, and the measuring inputs of the n + 1st switch of the system are connected to the outputs of signal simulators of sensor types connected to n switches, the measuring outputs of the switches of the system through the measuring line are connected to the measuring input of the measuring and control unit of the system, the control inputs of the system switches through the control line connected to the control output of the measuring and controlling unit of the system, and the information input and output of the measuring and controlling unit of the system through the interface the unit is connected to the corresponding computer port.

Description

Полезная модель относится к измерительной и испытательной технике и может применяться при экспериментальных исследованиях механических характеристик образцов материалов и напряженно-деформированного состояния элементов конструкций.The utility model relates to measuring and testing equipment and can be used in experimental studies of the mechanical characteristics of material samples and the stress-strain state of structural elements.

Известна универсальная сервогидравлическая испытательная машина LFV-200/160 (см. Инструкция пользователю сервогидравлической универсальной испытательной машиной LFV-200/160 с цифровой системой управления PCS200-DIONPro, фирма-изготовитель Walter-Bai, Швейцария, 2001 г.). Испытательная машина предназначена для определения механических характеристик различных образцов. Машина снабжена гидравлическими захватами, силозадающим устройством, динамометром, датчиком перемещения и экстензометром типа MFA-25, с помощью которого проводится измерение деформации на испытываемых образцах материалов. Гидравлические захваты позволяют регулировать степень зажатия образцов, имеющих толщину до 42 мм. Выходные сигналы динамометра, датчика перемещения и экстензометра в виде напряжения постоянного тока дополнительно выводятся на разъемы, установленные на корпусе машины. С помощью соответствующего разъема можно подсоединять внешнее измерительное устройство для измерения силы, воздействующей на испытываемый образец. Стойка управления с персональным компьютером позволяет автоматизировать процесс как статических, так и повторно-статических испытаний.A well-known universal servo-hydraulic testing machine LFV-200/160 (see User manual for a servo-hydraulic universal testing machine LFV-200/160 with digital control system PCS200-DIONPro, manufacturer Walter-Bai, Switzerland, 2001). The testing machine is designed to determine the mechanical characteristics of various samples. The machine is equipped with hydraulic grips, a silo device, a dynamometer, a displacement sensor and an extensometer of the MFA-25 type, with the help of which strain is measured on the tested samples of materials. Hydraulic grips allow you to adjust the degree of clamping of samples having a thickness of up to 42 mm. The output signals of the dynamometer, displacement sensor and extensometer in the form of a DC voltage are additionally output to the connectors installed on the machine body. Using an appropriate connector, an external measuring device can be connected to measure the force acting on the test sample. The control rack with a personal computer allows you to automate the process of both static and re-static tests.

Программное обеспечение испытательной машины позволяет свободно программировать процесс нагружения, записывать и обрабатывать результаты, отслеживать на экране монитора в режиме реального времени процесс нагружения образцов, печатать результаты в табличном и графическом виде.The software of the testing machine allows you to freely program the loading process, record and process the results, monitor the loading process of samples on the monitor screen in real time, and print the results in tabular and graphical form.

Основные технические характеристики испытательной машины:The main technical characteristics of the testing machine:

максимальная статическая нагрузка 200 кН, максимальная динамическая нагрузка 160 кН, частота при динамическом нагружении до 20 Гц, частота при статическом нагружении 5 Гц, ход поршня 100 мм, класс точности 0,5.maximum static load 200 kN, maximum dynamic load 160 kN, frequency with dynamic loading up to 20 Hz, frequency with static loading 5 Hz, piston stroke 100 mm, accuracy class 0.5.

Известная испытательная машина может быть использована также для испытания образцов различных конструкций. Для этого на испытываемые образцы устанавливают тензорезисторы, которые кабелями подсоединяют к входу измерительной системы, при необходимости для измерения общих деформаций устанавливают датчики линейных перемещений, которые подсоединяют к соответствующему входу измерительной системы, а для обеспечения синхронного измерения деформаций и сил при непрерывном нагружении образцов выходной разъем испытательной машины соединяют с соответствующим входом измерительной системы. Стенд для испытания образцов элементов авиационных конструкций может быть укомплектован известными машинами на разный диапазон нагрузок.The known testing machine can also be used to test samples of various designs. To do this, strain gauges are installed on the test specimens, which are connected to the input of the measuring system by cables, if necessary, linear displacement sensors are installed to measure the total strains, which are connected to the corresponding input of the measuring system, and to ensure synchronous measurement of strains and forces during continuous loading of the samples, the output connector of the test machines are connected to the corresponding input of the measuring system. The stand for testing samples of elements of aircraft structures can be equipped with well-known machines for different load ranges.

Одним из недостатков известной испытательной машины является тот, что она не укомплектована измерительной системой для испытания образцов различных конструкций. Испытательную машину необходимо укомплектовывать такой измерительной системой, которая бы обеспечила измерение сигналов всех датчиков, которые будут применяться при испытаниях образцов и конструктивных элементов.One of the disadvantages of the known testing machine is that it is not equipped with a measuring system for testing samples of various designs. The testing machine must be equipped with such a measuring system that would ensure the measurement of the signals of all sensors that will be used in testing samples and structural elements.

Недостатком стенда, состоящего из нескольких испытательных машин, предназначенных для исследования различных механических характеристик материалов и прочности элементов конструкций, остается необходимость оснащения каждой испытательной машины конкретной измерительной информационной системой, предназначенной для измерения сигналов тех датчиков, которые будут применяться при испытаниях. Это приводит к необходимости приобретения дополнительного дорогостоящего измерительного оборудования и дополнительного времени на его эксплуатацию.The disadvantage of the stand, consisting of several testing machines designed to study the various mechanical characteristics of materials and the strength of structural elements, remains the need to equip each testing machine with a specific measuring information system designed to measure the signals of those sensors that will be used in the tests. This leads to the need to purchase additional expensive measuring equipment and additional time for its operation.

Известен стенд для испытания образцов элементов авиационных конструкций на смятие (см. А.Д.Ильина, Ю.С.Ильин. Методика и техника экспериментального исследования прочности образцов элементов авиационных конструкций при смятии. Труды ЦАГИ, 2001, вып.2646, с.55-59), выбраный в качестве прототипа.A well-known stand for testing samples of elements of aircraft structures for collapse (see A.D. Ilyina, Yu.S. Ilyin. Methods and techniques for experimental study of the strength of samples of elements of aircraft structures during collapse. Transactions of TsAGI, 2001, issue 2664, p. 55 -59), selected as a prototype.

Стенд позволяет проводить испытания образцов элементов конструкций на смятие при нормальных и повышенных температурах. В состав стенда входит испытательная машина, силоизмерительный датчик, испытываемый образец элемента конструкции из металлического или композиционного материала, датчик линейных перемещений, сменные навесные электрические нагреватели, автоматические самопишущие приборы или измерительная информационная система. При испытаниях на смятие измеряют силу, температуру и деформацию непрерывно или ступенями. На этом стенде имеется электронный динамометр, поэтому можно проводить испытания образцов при их непрерывном нагружении. Стенд можно использовать для испытания других образцов, применяя датчики и измерительную аппаратуру, которые входят в состав стенда.The stand allows you to test samples of structural elements for collapse at normal and elevated temperatures. The stand includes a testing machine, a force measuring sensor, a tested sample of a structural element made of metal or composite material, a linear displacement sensor, replaceable mounted electric heaters, automatic recording instruments or a measuring information system. During crushing tests, force, temperature and deformation are measured continuously or in steps. There is an electronic dynamometer on this stand, so it is possible to test samples with continuous loading. The stand can be used to test other samples using sensors and measuring equipment that are part of the stand.

Однако недостатком стенда, состоящего из нескольких испытательных машин, предназначенных для исследования различных механических характеристик материалов и прочности элементов конструкций, остается оснащение каждой испытательной машины различными автоматическими самопишущими приборами или измерительной информационной системой. Это приводит к необходимости приобретения дополнительного дорогостоящего измерительного оборудования и дополнительного времени на его эксплуатацию, особенно, в тех случаях, когда образцы различны, их большое количество и требуется провести испытания в сжатые сроки.However, the drawback of the stand, consisting of several testing machines designed to study the various mechanical characteristics of materials and the strength of structural elements, remains the equipment of each testing machine with various automatic recording instruments or measuring information system. This leads to the need to purchase additional expensive measuring equipment and additional time for its operation, especially in cases where the samples are different, there are a large number of them and it is necessary to conduct tests in a short time.

Задачей создания полезной модели является сокращение времени и затрат на проведение исследований образцов материалов и элементов конструкций с заданной точностью при применении испытательных машин.The task of creating a utility model is to reduce the time and cost of researching samples of materials and structural elements with a given accuracy when using testing machines.

Техническим результатом создания полезной модели является обеспечение измерения сигналов всех типов датчиков, установленных на испытываемых образцах, и выходных сигналов динамометров испытательных машин одной многоточечной измерительной системой.The technical result of creating a utility model is to ensure the measurement of signals of all types of sensors installed on the tested samples, and the output signals of the dynamometers of testing machines with one multi-point measuring system.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что стенд для испытания образцов материалов и элементов конструкций, состоящий из n испытательных машин, в которых закреплены испытываемые образцы с установленными тензорезисторными датчиками, и многоточечной измерительной системы, дополнен тем, что измерительная система содержит n+1 выносных коммутаторов датчиков, при этом соответствующие измерительные входы каждого из n выносных коммутаторов системы соединены с выходами тензорезисторов и датчиков подготовленного к испытаниям образца и постоянно соединены с выходами динамометров испытательных машин, а измерительные входы n+1-ого коммутатора системы соединены с выходами имитаторов сигналов типов датчиков, подсоединенных к n коммутаторам, измерительные выходы коммутаторов системы через измерительную магистраль соединены с измерительным входом измерительно-управляющего блока системы, управляющие входы коммутаторов системы через магистраль управления соединены с управляющим выходом измерительно-управляющего блока системы, а информационный вход и выход измерительно-управляющего блока системы через интерфейсный блок соединен с соответствующим портом компьютера.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that the stand for testing samples of materials and structural elements, consisting of n testing machines in which the tested samples are mounted with installed strain gauge sensors, and a multi-point measuring system, is complemented by the fact that the measuring system contains n + 1 remote sensor switches, while the corresponding measuring inputs of each of the n remote system switches are connected to the outputs of the strain gauges and sensors prepared to sample tests and are constantly connected to the outputs of dynamometers of testing machines, and the measuring inputs of the n + 1st switch of the system are connected to the outputs of signal simulators of sensor types connected to n switches, the measuring outputs of the switches of the system through the measuring line are connected to the measuring input of the measuring and control unit the systems that control the inputs of the system switches through the control line are connected to the control output of the measuring and control unit of the system, and the information input d and exit measuring and control unit via the system interface unit connected to a respective port of the computer.

На фиг. представлена блок-схема стенда для испытания образцов материалов и элементов конструкций.In FIG. presents a block diagram of a bench for testing samples of materials and structural elements.

Стенд для испытания образцов материалов и элементов конструкций состоит из n испытательных машин 1-2, испытываемых образцов материалов 3, испытываемых образцов элементов конструкций 4, тензорезисторов 5-8, датчика перемещения 9, n коммутаторов датчиков 10-11, n+1-ого коммутатора датчиков 12, измерительно-управляющего блока системы 13, интерфейсного блока 14, компьютера 15, имитаторов сигналов типов датчиков, подсоединенных к n коммутаторам, 16-17. Например, для мостовых тензорезисторных датчиков силы и перемещения предназначен имитатор сигналов мостовых датчиков 16, а для тензорезисторов предназначен имитатор сигналов тензорезисторов 17.The test bench for testing samples of materials and structural elements consists of n testing machines 1-2, tested samples of materials 3, tested samples of structural elements 4, strain gauges 5-8, displacement sensor 9, n switches of sensors 10-11, n + 1st switch sensors 12, a measuring and controlling unit of the system 13, an interface unit 14, a computer 15, signal simulators of sensor types connected to n switches, 16-17. For example, for bridge strain gages of force and displacement sensors, a simulator of signals of bridge sensors 16 is designed, and for strain gages a simulator of signals of strain gages 17 is designed.

Многоточечная измерительная система, состоящая из коммутаторов датчиков 10-12, измерительно-управляющего блока системы 13, интерфейсного блока 14, компьютера 15, имитаторов сигналов типов датчиков 16-17, размещена на стенде. Система одна для всех испытательных машин. Измерительно-управляющий блок системы 13 предназначен для измерения сигналов всех типов датчиков, применяемых на стенде. Каждый из коммутаторов датчиков 10-12 предназначен для коммутации сигналов динамометров испытательных машин и всех типов датчиков, применяемых при испытаниях образцов материалов и элементов конструкций. Коммутаторы датчиков 10-11 установлены в непосредственной близости от испытательных машин 1-2, при этом измерительный вход коммутатора 10 постоянно соединен с выходом динамометра испытательной машины 1, а измерительный вход коммутатора 11 постоянно соединен с выходом динамометра испытательной машины 2. Соответствующие измерительные входы коммутатора 10 соединены с тензорезисторами 5-6, наклеенными на испытываемом образце материала 3, который установлен в испытательной машине 1. Соответствующие измерительные входы коммутатора 11 соединены с тензорезисторами 7-8, наклеенными на испытываемом образце элемента конструкции 4, который установлен в испытательной машине 2. Датчик перемещения 9 установлен на испытываемом образце элемента конструкции 4, его измерительный выход соединен с соответствующим измерительным входом коммутатора датчиков 11. Соответствующие измерительные входы коммутатора датчиков 12 соединены с выходами имитаторов сигналов типов датчиков, подсоединенных к n коммутаторам, 16-17. Измерительные линии, соединяющие выходы динамометров испытательных машин 1-2, тензорезисторов 5-8, датчика перемещения 9 и имитаторов сигналов 16-17, условно представлены на фиг. в виде стрелок. Измерительные выходы коммутаторов датчиков 10-12 через измерительную магистраль соединены с измерительным входом измерительно-управляющего блока системы 13. Управляющие входы коммутаторов датчиков 10-12 через магистраль управления соединены с управляющим выходом измерительно-управляющего блока системы 13, который через интерфейсный блок 14 соединен с компьютером 15.A multi-point measuring system, consisting of sensor switches 10-12, a measuring and control unit of system 13, an interface unit 14, a computer 15, signal simulators of sensor types 16-17, is located on the stand. The system is one for all testing machines. The measuring and control unit of the system 13 is designed to measure signals of all types of sensors used at the stand. Each of the 10-12 sensor switchers is designed for switching the dynamometer signals of testing machines and all types of sensors used in testing samples of materials and structural elements. Sensor switches 10-11 are installed in the immediate vicinity of testing machines 1-2, while the measuring input of the switch 10 is constantly connected to the dynamometer output of the testing machine 1, and the measuring input of the switch 11 is constantly connected to the dynamometer output of the testing machine 2. Corresponding measuring inputs of the switch 10 connected to the strain gauges 5-6 glued on the test sample of material 3, which is installed in the testing machine 1. The corresponding measuring inputs of the switch 11 are connected to with resistors 7-8 glued on the test sample of the structural element 4, which is installed in the testing machine 2. The displacement sensor 9 is mounted on the test sample of the structural element 4, its measuring output is connected to the corresponding measuring input of the sensor switch 11. The corresponding measuring inputs of the sensor switch 12 are connected with outputs of signal simulators of sensor types connected to n switches, 16-17. The measuring lines connecting the outputs of the dynamometers of testing machines 1-2, strain gauges 5-8, displacement sensor 9 and signal simulators 16-17 are conventionally shown in FIG. in the form of arrows. The measuring outputs of the sensors commutators 10-12 through the measuring line are connected to the measuring input of the measuring and control unit of the system 13. The control inputs of the sensors 10-12 through the main line are connected to the controlling output of the measuring and controlling unit of the system 13, which is connected to the computer via the interface unit 14 fifteen.

Стенд для испытания образцов материалов и элементов конструкций работает следующим образом.The stand for testing samples of materials and structural elements works as follows.

Перед проведением серии испытаний образцов включают измерительную систему, в компьютер 15 вводят программу калибровки силоизмерительного канала блока 13, по командам управления, поступающим от компьютера 15 через блок 14 в блок 13, блок 13 формирует коды управления, которые поступают на коммутатор датчиков 12 и имитатор сигналов мостовых датчиков 16. В соответствии с кодами управления имитатор 16 осуществляет последовательное подключение приращения сопротивлений, которые измеряет блок 13, и через блок 14 результаты измерения в цифровом виде поступают в компьютер 15, где осуществляется их обработка для вычисления коэффициентов функции преобразования канала измерения мостовых тензометрических датчиков блока 13. Функция преобразования представляет собой зависимость выходного сигнала блока 13 от приращения сопротивления имитатора 16. Затем поочередно включают испытательные машины 1-2, в компьютер 15 измерительной системы вводят программу калибровки силоизмерительного канала блока 13 измерительной системы совместно с динамометром испытательной машины, в компьютер испытательной системы вводят программу ступенчатого нагружения образца. В захваты испытательной машины устанавливают известный образец. Нагружают образец ступенями, на каждой ступени нагружения измерительно-управляющий блок системы 13 измеряет выходной сигнал динамометра испытательной машины. Так проводят калибровку динамометров испытательных машин 1-2 совместно с измерительной системой. После завершения калибровки по программе компьютер 15 производит вычисления коэффициентов градуировочной характеристики, полученной при калибровке для динамометра соответствующей испытательной машины. Эти коэффициенты запоминаются и используются в дальнейшем при проведении испытаний для вычисления силы, прикладываемой к исследуемому образцу.Before carrying out a series of test samples, the measurement system is turned on, a calibration program for the force measuring channel of block 13 is entered into computer 15, and the control commands received from computer 15 through block 14 to block 13 enter block 13, which generates control codes that enter the sensor switch 12 and a signal simulator bridge sensors 16. In accordance with the control codes, the simulator 16 sequentially connects the increment of resistance, which is measured by block 13, and through block 14 the measurement results are digitally post drop into the computer 15, where they are processed to calculate the coefficients of the conversion function of the measurement channel of the bridge strain gauge sensors of the block 13. The conversion function is the dependence of the output signal of the block 13 on the increment of the resistance of the simulator 16. Then, test machines 1-2 are alternately connected to the measuring computer 15 the systems enter the calibration program of the force measuring channel of the block 13 of the measuring system together with the dynamometer of the testing machine into the computer of the test system emy administered stepwise sample program loading. A well-known specimen is installed in the grips of the test machine. The sample is loaded in steps, at each stage of loading the measuring and control unit of the system 13 measures the output signal of the dynamometer of the testing machine. This is how the dynamometers of testing machines 1-2 are calibrated together with the measuring system. After calibration is completed according to the program, computer 15 calculates the coefficients of the calibration characteristics obtained during calibration for the dynamometer of the corresponding testing machine. These coefficients are remembered and used later in the tests to calculate the force applied to the test sample.

Перед началом испытаний к коммутатору датчиков 12 подсоединяют имитаторы сигналов тех датчиков, которые будут применяться при испытаниях образцов материалов и элементов конструкций. Имитатор сигналов динамометра подсоединен к коммутатору 12 постоянно. Включают испытательную машину 1 и устанавливают в нее образец 3. Подсоединяют кабелем тензорезисторы 5-6, наклеенные на образце 3, к измерительным входам коммутатора датчиков 10. Включают измерительную систему. С помощью программы, установленной в компьютере 15, производится автоматическая калибровка измерительной системы для тех типов измерительных каналов измерительно-управляющего блока системы 13, для которых в коммутаторе 12 подсоединены имитаторы сигналов 16-17. Проведение калибровки системы непосредственно перед проведением испытаний повышает точность измерений, так как в процессе измерений при проведении испытаний производится коррекция результатов измерений соответствующего типа измерительного канала измерительно-управляющего блока системы 13, для которого по результатам калибровки системы вычислены коэффициенты функции преобразования. Коррекция осуществляется при вычислении физической величины (силы, деформации, перемещения и др.) по результатам измерений путем подстановки в формулу для вычисления соответствующей физической величины найденных при калибровке коэффициентов функции преобразования. В компьютере 15 оператор измерительной системы выбирает программу, в которой задает исходные данные. Исходными данными являются номер и тип испытываемого образца материала, какую механическую характеристику материала необходимо вычислить по результатам испытаний (модуль упругости, коэффициент Пуассона и др.), тип опрашиваемого датчика (для образца 3 - это тензорезисторы 5-6 и динамометр испытательной машины 1), его адрес подключения к коммутатору 10, тензочувствительность для тензорезисторов 5-6, для динамометра задаются коэффициенты, вычисленные по результатам калибровки динамометра испытательной машины 1. В исходных данных задается также программа измерений: "ручное измерение" производится оператором при нажатии на клавишу проведения измерения или "автоматическое измерение" осуществляется от таймера компьютера. Для режима автоматического измерения задаются интервалы времени, через которые производятся измерения. После задания исходных данных оператор системы переходит в программу измерений. По команде ведущего по испытаниям оператор испытательной машины запускает программу на нагружение образца 3, а оператор измерительной системы запускает программу измерений. После завершения испытаний программа обработки произведет обработку результатов измерений и в соответствии с заданным в исходных данных указанием какую механическую характеристику материала необходимо вычислить по результатам испытаний (модуль упругости, коэффициент Пуассона и др.).Before testing, to the sensor switch 12 are connected the signal simulators of those sensors that will be used in testing samples of materials and structural elements. The dynamometer signal simulator is permanently connected to the switch 12. The test machine 1 is turned on and a sample 3 is installed in it. The strain gauges 5-6 glued on the sample 3 are connected by cable to the measuring inputs of the sensor switch 10. The measuring system is turned on. Using the program installed in computer 15, an automatic calibration of the measuring system is performed for those types of measuring channels of the measuring and control unit of system 13 for which signal simulators 16-17 are connected in the switch 12. Calibration of the system immediately before testing improves the accuracy of measurements, since during measurements during testing, the measurement results are corrected for the corresponding type of measuring channel of the measuring and control unit of system 13, for which the conversion function coefficients are calculated from the calibration results of the system. Correction is carried out when calculating the physical quantity (force, deformation, displacement, etc.) according to the measurement results by substituting in the formula for calculating the corresponding physical quantity the conversion function coefficients found during calibration. In computer 15, the operator of the measuring system selects a program in which sets the source data. The initial data are the number and type of the test material sample, what mechanical characteristics of the material must be calculated according to the test results (elastic modulus, Poisson's ratio, etc.), the type of the sensor being polled (for sample 3, these are strain gauges 5-6 and dynamometer of test machine 1), its connection address to the switch 10, the sensitivity for strain gauges 5-6, for the dynamometer are set coefficients calculated from the calibration results of the dynamometer of the testing machine 1. In the initial data is also set e measurement program: “manual measurement” is performed by the operator when the measurement key is pressed or “automatic measurement” is performed from the computer timer. For the automatic measurement mode, the time intervals through which measurements are made are set. After setting the initial data, the system operator goes into the measurement program. At the command of the test leader, the operator of the test machine starts the program for loading sample 3, and the operator of the measuring system starts the measurement program. After completion of the tests, the processing program will process the measurement results and, in accordance with the indication given in the initial data, what mechanical characteristics of the material should be calculated from the test results (elastic modulus, Poisson's ratio, etc.).

После завершения испытания образца материала 3 на испытательной машине 1 включают испытательную машину 2 и устанавливают в нее образец 4. Подсоединяют тензорезисторы 7-8, наклеенные на образце 4, к измерительным входам коммутатора датчиков 11, к другому соответствующему измерительному входу коммутатора датчиков 11 подсоединяют кабелем выход датчика перемещения 9. Датчик перемещения предварительно калибруют по методике, приведенной для динамометра. При этом перемещения задают с помощью специальной установки, а измерения осуществляет блок 13 по командам, поступающим от компьютера 15. С помощью программы, установленной в компьютере 15, производится автоматическая калибровка измерительной системы для тех типов измерительных каналов измерительно-управляющего блока системы 13, для которых в коммутаторе 12 подсоединены имитаторы сигналов 16-17. В компьютере 15 оператор измерительной системы выбирает программу для исследования напряженно-деформированного состояния исследуемого образца конструкции, в которой задает исходные данные. Исходными данными являются номер испытываемого образца конструкции, тип опрашиваемого датчика, его адрес подключения к коммутатору 11, тензочувствительность для тензорезисторов 7-8, для динамометра испытательной машины 2 и датчика перемещения 9 задаются коэффициенты, вычисленные ранее по результатам калибровки. Задаются механические характеристики материала, из которого изготовлен испытываемый образец 4. В исходных данных задается также программа измерений: "ручное измерение" или "автоматическое измерение". Для режима автоматического измерения задаются интервалы времени, через которые производятся измерения. После задания исходных данных оператор системы переходит в программу измерений. По команде ведущего по испытаниям оператор испытательной машины запускает программу на нагружение образца 4, а оператор измерительной системы запускает программу измерений. После завершения испытаний программа обработки произведет обработку результатов измерений и в соответствии с заданным в исходных данных указанием вычислит деформации и механические напряжения в исследуемом образце 4.After the test of the sample of material 3 on the test machine 1 is completed, the test machine 2 is turned on and the sample 4 is installed in it. Connect the strain gages 7-8 glued on the sample 4 to the measuring inputs of the sensor switch 11, connect the output to the other corresponding measuring input of the sensor switch 11 displacement sensor 9. The displacement sensor is pre-calibrated according to the procedure given for the dynamometer. In this case, the movements are set using a special installation, and the unit 13 performs the measurements according to the instructions received from the computer 15. Using the program installed in the computer 15, the measurement system is automatically calibrated for those types of measuring channels of the measuring and control unit of system 13 for which in the switch 12 connected signal simulators 16-17. In computer 15, the operator of the measuring system selects a program for studying the stress-strain state of the investigated sample of the structure in which it sets the source data. The initial data are the number of the tested design sample, the type of sensor being polled, its connection address to the switch 11, the strain sensitivity for the strain gauges 7-8, for the dynamometer of the testing machine 2 and the displacement sensor 9, coefficients calculated earlier from the calibration results are set. The mechanical characteristics of the material from which the test sample is made are set 4. The measurement program is also set in the initial data: “manual measurement” or “automatic measurement”. For the automatic measurement mode, the time intervals through which measurements are made are set. After setting the initial data, the system operator goes into the measurement program. At the command of the test leader, the operator of the test machine starts the program for loading sample 4, and the operator of the measuring system starts the measurement program. After completion of the tests, the processing program will process the measurement results and, in accordance with the indication specified in the source data, will calculate the deformations and mechanical stresses in the test sample 4.

Далее цикл испытаний повторяется.Next, the test cycle is repeated.

Применение стенда для испытания образцов материалов и элементов конструкций позволит сократить время и затраты на проведение исследований с заданной точностью на различных испытательных машинах.The use of a bench for testing samples of materials and structural elements will reduce the time and cost of conducting research with specified accuracy on various testing machines.

Claims

A test bench for testing samples of materials and structural elements, consisting of n testing machines in which the tested samples are mounted with strain gauge sensors installed, and a multi-point measuring system, characterized in that the measuring system contains n + 1 remote sensor commutators, while the corresponding measuring inputs of each of n remote switches of the system are connected to the outputs of the strain gauges and sensors of the sample prepared for testing and are constantly connected to the outputs of the dynamometers and test machines, and the measuring inputs of the n + 1st switch of the system are connected to the outputs of signal simulators of sensor types connected to n switches, the measuring outputs of the switches of the system through the measuring line are connected to the measuring input of the measuring and control unit of the system, the control inputs of the system switches through the control line connected to the control output of the measuring and controlling unit of the system, and the information input and output of the measuring and controlling unit of the system through the interface the unit is connected to the corresponding computer port.