基于嵌入式系统的双轴拉伸材料试验装置的设计及试验研究

发布时间：2021-03-10 20:00

　　新材料的不断发展与应用需要针对其性能深入研究为支撑。材料力学性能测试研究技术,主要为了获得材料的各项力学性能参数。随着材料技术的不断发展,对于材料的力学特性进行测试研究也逐渐成为学术界的研究焦点。在实际工况应用中,材料受力复杂,传统测试仪器只在单一载荷作用下对材料的力学性能进行测试实验,所得出的试验结果,对材料的力学特性的反映并不是很全面。由于双轴拉伸测试仪器能够实现多种平面受力状态,近年来,有关十字形试件双轴拉伸测试仪器的研究取得了很大发展。同时在双轴拉伸测试装置研究的过程中,控制系统往往占有同等重要的地位。如何控制双向拉伸仪器实现多轴联动,从而达到预期效果对仪器研制有着重要作用。基于ARM的嵌入式系统具有比较强的事物管理能力,其处理数据能力强,控制速率要比电脑控制速率快两个数量级。相对于工控机加板卡控制方式,其通过自身管脚的高低电平经由电机驱动器来驱动电机具有更高的响应频率。外围接口丰富,外扩24位高精度采集芯片,可以实现对传感器信号的高精度采集。本文对所设计双轴拉伸测试仪器的关键零部件进行了计算选型,并进行了校核。对仪器进行了静力学和动力学仿真分析。针对双轴拉伸测试仪器由于受到应... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 单轴拉伸试验仪器研究进展
        1.2.2 双轴拉伸试验仪器研究发展状况
    1.3 原位拉伸测试技术研究进展
    1.4 控制系统发展现状
    1.5 主要研究内容
第2章 双轴拉伸试验平台设计
    2.1 十字形试件尺寸设计与变形性能研究
    2.2 双轴拉伸测试仪器工作原理
        2.2.1 双向拉伸符合载荷加载的理论模型
        2.2.2 伺服电机的选型
        2.2.3 传动比的确定
        2.2.4 滚珠丝杠的设计选型
    2.3 试件夹持部分变形修正算法
    2.4 双轴拉伸测试装置的刚度校准
        2.4.1 整机静力学仿真
        2.4.2 加载模块的动力学仿真分析
        2.4.3 机架变形的修正算法
    2.5 本章小结
第3章 双轴拉伸测试仪器控制系统硬件设计
    3.1 双轴拉伸控制系统的整体方案
        3.1.1 电控系统控制原理与功能设计
        3.1.2 力传感器的选型介绍
        3.1.3 位移传感器的选型介绍
    3.2 控制系统的硬件设计
        3.2.1 电机驱动器介绍
        3.2.2 力放大器电路设计
        3.2.3 STM32控制器核心电路设计
        3.2.4 ADS1232采集芯片电路设计
    3.3 传感器的标定
        3.3.1 位移传感器的标定
        3.3.2 力传感器的标定
    3.4 本章小结
第4章 双轴拉伸测试仪器控制系统软件设计
    4.1 下位机控制系统流程图
    4.2 上位机与下位机通信协议设计
    4.3 上位机LabVIEW控制软件设计
        4.3.1 上位机程序设计流程
        4.3.2 LabVIEW控制软件界面及功能介绍
    4.4 本章小结
第5章 双轴拉伸测试装置的试验研究
    5.1 双轴拉伸拉伸试验装置准确性验证试验
    5.2 材料轧制方向对材料力学性能的影响
    5.3 预拉伸力状态下的双轴拉伸试验
    5.4 侧向拉伸状态下的双轴拉伸试验研究
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3075202