二、適用標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 2611-2007 《試驗(yàn)機(jī) 通用技術(shù)要求》
JB/T 7406.1-1994 《試驗(yàn)機(jī)術(shù)語(yǔ) 材料試驗(yàn)機(jī)》
JB/T 9397-2002 拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī) 技術(shù)條件
ISO 12108-2012 金屬材料 疲勞試驗(yàn) 疲勞裂紋擴(kuò)展方法
ISO 12107-2003 金屬材料 疲勞試驗(yàn) 統(tǒng)計(jì)方案和數(shù)據(jù)分析方法
GB/T 6398-2000 金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法
ASTM E739-91 線(xiàn)性或線(xiàn)性化應(yīng)力 - 壽命（S-N）和應(yīng)變 - 壽命（e-N）…
ASTM E647-05 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法
ASTM E606-04 應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)方法
ASTM E468-90 金屬材料恒幅疲勞試驗(yàn)結(jié)果表示方法
ASTM E466-96（2002） 金屬材料力控制恒幅軸向疲勞試驗(yàn)方法
ISO 12106-2003 金屬材料 – 疲勞試驗(yàn) – 軸向應(yīng)變控制方法
ISO 1099-2006 金屬材料 – 疲勞試驗(yàn) – 軸向力控制方法
JB/T 6146-2007 《引伸計(jì)技術(shù)條件》
JB/T 6147-2007 《試驗(yàn)機(jī)包裝、包裝標(biāo)志、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)要求
三、主要技術(shù)參數(shù)：
（一）主機(jī)及泵站參數(shù)：
項(xiàng) 目 PWS10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
立柱數(shù)
2 4
液壓強(qiáng)迫夾頭間最大距離（mm） 600 700 900 1000 1200 1500
立柱間有效距離（mm） 430 500 530 635 850×500 850×500 1300×1000
立柱直徑（mm） 50 70 80 90 120 180
作動(dòng)器桿徑 / 塞徑（mm） 30/39 45/63 70/100 70/120 95/180 150/260 190/360 250/430
泵站總流量（L/min） 15 23 36 45 70 110 220 280
泵站壓力（Mpa） 21
泵站總功率（kW） 7.5 11 15 22 30 45 90 110
電源 380V,AC
（二）測(cè)量及控制參數(shù)：
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
最大靜態(tài)試驗(yàn)力（kN） ±10 ±20 ±50 ±100 ±300 ±500 ±1000 ±2000
最大動(dòng)態(tài)試驗(yàn)力（kN） ±7 ±15 ±40 ±70 ±200 ±400 ±700 ±1500
試驗(yàn)力示值精度 2%-100%FS 范圍內(nèi)，各點(diǎn)均為 ±1.0%
試驗(yàn)力動(dòng)態(tài)示值波動(dòng)度 0.5%FS
作動(dòng)器最大位移（mm） ±50 ±50 ±75 ±75 ±75 ±75 ±125 ±150
位移精度 ±0.5%FS ±0.5%FS ±0.5%FS ±0.5%FS ±0.5%FS ±0.5%FS ±0.5%FS ±0.5%FS
頻率范圍（Hz） 0.01-40
進(jìn)口控制器 0.01-80 0.01-30
進(jìn)口控制器 0.01-50
主要試驗(yàn)波形 正弦波、方波、三角波、梯型波、斜波以及外部輸入波
液壓強(qiáng)迫夾頭參數(shù)：
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
圓試樣夾持范圍（mm）
Φ6-9.5
Φ9.5-13
Φ13-16
Φ5-10
Φ10-15
Φ15-20
Φ20-25
Φ6-12
Φ12-18
Φ18-24
Φ24-31
Φ7-18
Φ18-29
Φ29-40
Φ40-51
Φ10-20
Φ20-40
Φ40-63
定制
板試樣夾持厚度（mm）
0-4
4-8
8-11
0-6
6-12
12-18
18-21
0-7
7-14
14-21
21-26
0-13
13-26
26-39
39-51
0-30
30-60 定制
夾緊方式 開(kāi)式 閉式
氣液增壓源：最高壓力（MPa）
無(wú)需增壓源 , 采用 21MPa
泵站提供液壓油 70MPa
上下壓板尺寸（mm） Φ150 Φ200 Φ300 Φ350
彎曲支輥?zhàn)畲箝g距（mm） 300 400 480 540 650 800
彎曲壓輥直徑 Φ15 Φ20 Φ24 Φ30 Φ40 Φ60
彎曲支輥直徑 Φ15 Φ20 Φ24 Φ30 Φ40 Φ60
四）整機(jī)參數(shù)：
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
主機(jī)外形尺寸（mm） 620×450
×1550
670
×620
×2200
970
×620
×2700
970
×620
×2700
050×750
×3050
1100
×1050
×3400
400
×1150
×3600
1920
×1380×5960
重量 ( 約 )（Kg）
主機(jī) 400 500 900 920 1900 5500 7000 10000
泵站 400 500 800 900 1200 2000 2500 3500
供電電源 (kW)
7.5 11 15 22 30 45 90 110
380V,AC
四、功能與用途：
該系列電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)、泵站、伺服控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)與軟件系統(tǒng)、試驗(yàn)附具以及管路系統(tǒng)等組成。
該系列試驗(yàn)機(jī)的開(kāi)發(fā)采用“單元化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化”開(kāi)發(fā)理念，關(guān)鍵的配套元件選用國(guó)際、國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的著名品牌產(chǎn)品，大大提
高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。系統(tǒng)的關(guān)鍵單元和元件均采用當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)技術(shù)制造，整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的整體性能與國(guó)際著名動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)公司
產(chǎn)品技術(shù)水平相當(dāng)。
該系列電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)主要用于材料和零部件的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，包括材料和零部件的拉伸、壓縮、低周和高周疲勞試
驗(yàn)。通過(guò)配置相應(yīng)的附件和試驗(yàn)軟件可用于各種材料的裂紋擴(kuò)展斷裂力學(xué)以及其他各種力學(xué)試驗(yàn)。可擴(kuò)展安裝高溫爐，做高溫拉伸試驗(yàn)。
可調(diào)整試驗(yàn)夾持附具，做各類(lèi)非金屬材料及部件的動(dòng)靜態(tài)試驗(yàn)。
該系列電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)可廣泛用于航空航天、船艦、軍工、機(jī)車(chē)、汽車(chē)、原子能、科研院所、高等教育等領(lǐng)域。
該機(jī)型經(jīng)過(guò)了大量的實(shí)踐檢驗(yàn)和持續(xù)的改進(jìn)完善，技術(shù)和工藝成熟，可靠性高，故障率低，可以滿(mǎn)足大多數(shù)的用戶(hù)需要，深受市場(chǎng)和
用戶(hù)的好評(píng)與歡迎。
五、技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：
1．主機(jī)為雙立柱（300kN 及以下）或四立柱（500kN 及以上）框架式結(jié)構(gòu)。
2．橫梁采用液壓升降、液壓夾緊、彈性松開(kāi)式結(jié)構(gòu)，保證試驗(yàn)的穩(wěn)固可靠，同時(shí)保證在非試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)橫梁保持鎖止不動(dòng)，橫梁造型
具有立體感，美觀大方。
3．橫梁升降油缸置于試驗(yàn)機(jī)兩側(cè)，外形美觀質(zhì)量可靠。
4．立柱外表面采用電鍍硬鉻處理，進(jìn)一步提高外形的美觀程度，同時(shí)提高防腐蝕能力。
5．夾緊油缸采用模塊設(shè)計(jì)，密封元件采用進(jìn)口美國(guó)派克公司產(chǎn)品，保證試驗(yàn)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)行可靠。
6．自主研發(fā)設(shè)計(jì)的伺服直線(xiàn)作動(dòng)器，內(nèi)置 LVDT 位移傳感器，外置由伺服閥、精度不大于 3u 國(guó)產(chǎn)溫州黎明（引進(jìn)德國(guó)賀德克技術(shù)）
精密濾油器以及具有消脈、蓄能功能的進(jìn)回油路蓄能器（奉化奧萊爾）組成的伺服模塊。
7．伺服閥采用試驗(yàn)機(jī)專(zhuān)用高響應(yīng)伺服閥。
8．單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)的伺服直線(xiàn)作動(dòng)器具有低阻尼、高響應(yīng)、高壽命、大間隙設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。
9．伺服直線(xiàn)作動(dòng)器的密封元件全部采用進(jìn)口德國(guó)伺服作動(dòng)器專(zhuān)用高速密封元件
10．伺服直線(xiàn)作動(dòng)器活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用非金屬支撐、大間隙設(shè)計(jì)，具有高速不燒結(jié)自潤(rùn)滑的特點(diǎn)。
11．伺服直線(xiàn)作動(dòng)器振幅極限位置設(shè)計(jì)液壓緩沖區(qū)，避免運(yùn)行失控產(chǎn)生損傷。
12．伺服直線(xiàn)作動(dòng)器頻率響應(yīng)不小于 250Hz。
13．液壓強(qiáng)迫夾頭與伺服直線(xiàn)作動(dòng)器連接螺桿處設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力環(huán)，進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
14．配置高精度負(fù)荷傳感器（美國(guó)世銓?zhuān)?
15．負(fù)荷傳感器與液壓強(qiáng)迫夾頭連接螺桿處設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力環(huán)，進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
16．主機(jī)前方設(shè)計(jì)試樣裝夾、橫梁運(yùn)動(dòng)和急停操作按鈕，便于試驗(yàn)員方便操作。
17 . 泵站采用成熟的單元化模塊化技術(shù)研發(fā)制造，配置日本 NACHI 低噪音直線(xiàn)共軛內(nèi)嚙合齒輪泵，低噪音交流電機(jī)，美國(guó)派克
PARK 公司液壓管件和高壓膠管。
18. 泵站配置高低壓軟切換液壓模塊，防止電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)管路系統(tǒng)造成沖擊。
19. 強(qiáng)迫液壓夾頭為開(kāi)式（500kN 及以下）或閉式（1000kN 及以上）夾頭，裝夾試樣方便可靠，夾塊拆卸方便，特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保
證在全動(dòng)態(tài)試驗(yàn)力范圍內(nèi)完成試件的拉壓試驗(yàn)。
20. 液壓強(qiáng)迫夾頭配置液壓驅(qū)動(dòng)模塊，方便液壓強(qiáng)迫夾頭的操控，安全可靠。
21. 液壓強(qiáng)迫夾頭全部采用進(jìn)口德國(guó)專(zhuān)用密封元件。
22. 液壓強(qiáng)迫夾頭增壓源采用德國(guó)哈威氣液增壓超高壓（70Mpa）泵和德國(guó)費(fèi)斯托氣動(dòng)元件制造，保證液壓強(qiáng)迫夾頭具有較小的體積
從而使試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件具有較高的固有頻率。
23. 控制系統(tǒng)采用全數(shù)字電液伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)。包括全數(shù)字控制器及控制軟件，詳細(xì)敘述參見(jiàn)后面的控制系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)介紹。
24. 配置壓縮附具。配置用于標(biāo)定負(fù)荷傳感器的反力架。
25. 配置用于伺服作動(dòng)器和恒壓伺服泵站的沖洗附件。
26. 所有流體連接元件如液壓管件、高壓膠管均采用進(jìn)口美國(guó)派克公司產(chǎn)品，以保證整個(gè)系統(tǒng)無(wú)滲漏油現(xiàn)象，確保試驗(yàn)環(huán)境的清潔。
27．安全保護(hù)裝置：具有試驗(yàn)力過(guò)載、超設(shè)定、斷電、液位、油溫、濾油器堵塞等保護(hù)功能。
六、結(jié)構(gòu)與性能：
該系列電液伺服動(dòng)靜萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)、泵站、伺服控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)與軟件系統(tǒng)、試驗(yàn)附具以及管路系統(tǒng)等組成。
（一）試驗(yàn)機(jī)主機(jī)
◆ 主機(jī)結(jié)構(gòu)：
主機(jī)為雙立柱（300kN 及以下）或四立柱（500kN 及以上）框架式結(jié)構(gòu)。
橫梁采用液壓升降、液壓夾緊、彈性松開(kāi)式結(jié)構(gòu)，保證試
驗(yàn)的穩(wěn)固可靠，同時(shí)保證在非試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)橫梁保持鎖止不動(dòng)，橫梁造型具有立體感，美觀大方。橫梁升降油缸置于試驗(yàn)機(jī)兩側(cè)，
外形美觀
質(zhì)量可靠立柱外表面采用電鍍硬鉻處理，進(jìn)一步提高外形的美觀程度，
同時(shí)提高防腐蝕能力。
夾緊油缸采用模塊設(shè)計(jì)，密封元件采用進(jìn)口美
國(guó)派克公司產(chǎn)品，保證試驗(yàn)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)行可靠。
自主研發(fā)設(shè)計(jì)的伺
服直線(xiàn)作動(dòng)器，內(nèi)置 LVDT 位移傳感器，外置由伺服閥、精度不大于
3u 國(guó)產(chǎn)溫州黎明（引進(jìn)德國(guó)賀德克技術(shù)）精密濾油器以及具有消脈、
蓄能功能的進(jìn)回油路蓄能器（奉化奧萊爾）組成的伺服模塊。
根據(jù)客戶(hù)試驗(yàn)要求，主機(jī)結(jié)構(gòu)可以提供作動(dòng)器上置式及作動(dòng)器下
置式兩種主機(jī)結(jié)構(gòu)。
作動(dòng)器上置式主機(jī)結(jié)構(gòu)。
作動(dòng)器上置于橫梁上平面，工作臺(tái)為落地式，根據(jù)需要也可在工
作臺(tái)下部配置焊接式機(jī)架，試驗(yàn)空間較大，適合做材料及尺寸大的部
件的動(dòng)靜態(tài)性能試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)。
作動(dòng)器下置式主機(jī)結(jié)構(gòu)：作動(dòng)器下置于工作臺(tái)下平面，尺寸按照
人機(jī)原理設(shè)計(jì)，便于操作。主機(jī)下部為焊接式機(jī)座，機(jī)座前部安裝操
作控制臺(tái)，控制臺(tái)內(nèi)部安裝橫梁運(yùn)動(dòng)控制液壓模塊和液壓夾頭運(yùn)動(dòng)控
制液壓模塊，橫梁運(yùn)動(dòng)控制液壓模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)橫梁的升降、松開(kāi)動(dòng)作的
控制；液壓夾頭運(yùn)動(dòng)控制液壓模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓夾頭夾緊、松開(kāi)以及
液壓夾頭系統(tǒng)壓力的調(diào)整。該試驗(yàn)機(jī)的核心部件—伺服作動(dòng)器置于工
作臺(tái)的下端，作動(dòng)器外置伺服閥、精密濾油器、進(jìn)回油路蓄能器，內(nèi)
置位移傳感器。試驗(yàn)機(jī)橫梁為液壓鎖緊、彈性松開(kāi)式結(jié)構(gòu)該試驗(yàn)機(jī)配置的液壓夾頭為我公司最新研制的新一代開(kāi)式液壓強(qiáng)迫夾頭，最高夾緊壓力可達(dá) 63Mpa，通過(guò)更換隨機(jī)配帶的鉗口，可
適應(yīng)圓試樣、扁試樣。液壓夾頭第一次安裝時(shí)應(yīng)用強(qiáng)度大于試驗(yàn)機(jī)最大試驗(yàn)力的試樣夾持到液壓夾頭上，拉伸試樣至最大試驗(yàn)力，用兩只
勾頭扳手將預(yù)應(yīng)力環(huán)鎖緊，然后將拉伸力卸除，取下試樣。液壓夾頭的拆卸同樣需重復(fù)上面步驟，不同之處是用兩只勾頭扳手將預(yù)應(yīng)力環(huán)
松開(kāi)而不是鎖緊。
壓縮附具：用于試樣的抗壓縮試驗(yàn)和每年一度的力值計(jì)量校驗(yàn)。
反力架：反力架主要用于每年一度的力值計(jì)量校驗(yàn)，在負(fù)責(zé)計(jì)量校驗(yàn)部門(mén)只有壓力測(cè)力計(jì)的情況下，可采用隨機(jī)配帶的反力架用壓力
測(cè)力計(jì)校驗(yàn)拉力值的準(zhǔn)確度。
沖洗閥塊：沖洗閥塊的作用是用于作動(dòng)器的沖洗。
各部件材質(zhì)、熱處理性能、加工精度及外觀均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)，按嚴(yán)格工序精心裝配成主機(jī)。因此，整機(jī)整體剛性高、穩(wěn)定性好。
◆ 操控與安全：
機(jī)器設(shè)計(jì)充分考慮使用的便捷、安全。橫梁的升降和上下鉗口的夾緊與松開(kāi)，采用集中操作臺(tái)操控，非常便于操作時(shí)的觀察與調(diào)節(jié)。
還可根據(jù)用戶(hù)特別定制，配置安全防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)罩。
（二）泵站：
可以根據(jù)試驗(yàn)需要任意配置各種流量規(guī)格的泵站。泵站配置低噪音交流電機(jī)，日本 NACHI
低噪音直線(xiàn)共軛內(nèi)嚙合齒輪泵，電機(jī)泵組配置串聯(lián)雙彈性支撐進(jìn)一步減少泵站噪音。高低壓切換
閥組由主溢流閥、蓄能器、副主溢流閥、副溢流閥和換向閥、不大于 3u 精密濾油器組成的高低
壓軟切換液壓模塊；直列式水冷卻器；美國(guó)派克 PARK 公司液壓管件和高壓膠管；雙電接點(diǎn)溫
控表；液位控制計(jì)；具有油溫（低于 10℃、高于 55℃）、液位、濾油器堵塞報(bào)警或停車(chē)功能。
該試驗(yàn)機(jī)的泵站為恒壓定流量伺服泵站。該泵站具有低壓?jiǎn)?dòng)、高低壓切換的特點(diǎn)，具有
液壓油超溫度范圍禁止啟動(dòng)、油位過(guò)低報(bào)警、濾油器堵塞報(bào)警等特點(diǎn)。該油源由定量油泵、高低
壓切換液壓模塊、直列水冷卻器、電控箱等組成，泵站按標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造，技術(shù)成熟，
性能穩(wěn)定；配置的中繼穩(wěn)壓模塊，與作動(dòng)器相連。 油泵選用日本 NACHI 公司內(nèi)嚙合齒輪泵，
該泵采用漸開(kāi)線(xiàn)內(nèi)嚙合齒輪嚙合傳動(dòng)，噪音低，具有優(yōu)良的耐久性和長(zhǎng)壽命；油泵電機(jī)組配置減
振裝置（選用減振墊），以減小振動(dòng)和噪音；采用高低壓切換閥組進(jìn)行液壓系統(tǒng)的起停（伺服控制器遠(yuǎn)程控制）。 全封閉標(biāo)準(zhǔn)伺服油箱。
具有溫度測(cè)量、空氣過(guò)濾裝置、油位顯示等功能；系統(tǒng)配置直列式水冷卻器安裝在系統(tǒng)回油管路上。
（三）試驗(yàn)機(jī)測(cè)量與控制系統(tǒng)：試驗(yàn)助手全數(shù)字控制系統(tǒng)
1．試驗(yàn)助手全數(shù)字控制系統(tǒng)硬件組成和功能
1.1 試驗(yàn)助手全數(shù)字控制系統(tǒng)硬件組成及功能
硬件由四部分組成：微機(jī)、全數(shù)字控制器、手動(dòng)控制面板和一些附件。
圖 1 是試驗(yàn)助手全數(shù)字控制系統(tǒng)組成示意圖。
圖 2 是試驗(yàn)助手單通道全數(shù)字控制器組成示意圖
1.1.1 微機(jī)為全數(shù)字控制系統(tǒng)軟件提供基本工作環(huán)境，包括
給試驗(yàn)者提供友好的人機(jī)對(duì)話(huà)界面，對(duì)全數(shù)字控制器進(jìn)行管理，
以控制試驗(yàn)進(jìn)程，采集、保存和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。微機(jī)一般選用
奔騰級(jí)微機(jī)。
1.1.2 全數(shù)字控制器是控制系統(tǒng)的核心硬件部分，也是控制
軟件與試驗(yàn)機(jī)之間聯(lián)系的橋梁，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的所有底層和實(shí)時(shí)控
制都由全數(shù)字控制器完成。該控制器最多可以同時(shí)控制4個(gè)通道，
連接 16 個(gè)傳感器，可適用于不同類(lèi)型的試驗(yàn)機(jī)，如單軸、雙軸、
三軸和拉扭試驗(yàn)機(jī)。各控制通道的工作是相互獨(dú)立的，每個(gè)通
道的各種控制模式之間可以平穩(wěn)地動(dòng)態(tài)切換�？刂破� A/D 和 D/
A 轉(zhuǎn)換精度為 16 位，閉環(huán)控制最高數(shù)據(jù)更新率為 10 千次 / 秒。
其由主要以下單元構(gòu)成：CPU 單元、傳感器調(diào)節(jié)器單元、伺服
閥控制單元、液壓源控制單元、模擬信號(hào)輸入 / 輸出單元和數(shù)字
信號(hào)輸入 / 輸出單元等。各單元全在試驗(yàn)軟件的控制下互相協(xié)調(diào)
工作，以達(dá)到對(duì)試驗(yàn)機(jī)的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)采集功能。
CPU 單元以高性能 32 位浮點(diǎn)微處理器為核心，集函數(shù)發(fā)
生器，反饋選擇器，比較器和數(shù)字 PIDF 運(yùn)算器于一體。其同時(shí)
也負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制器各部分工作和與微機(jī)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通訊。
函數(shù)發(fā)生器可以輸出直流電壓、單段正弦波、單段三角波、
正弦波、三角波和方波，以及以上波形任意組合而成的波形 ( 隨
機(jī)波 )，波形輸出頻率范圍 1×10-5Hz ～ 100Hz。函數(shù)發(fā)生器
輸出信號(hào)的波形和幅值可以根據(jù)試驗(yàn)需要由軟件控制自由改變。
函數(shù)發(fā)生器波形產(chǎn)生采用單精度浮點(diǎn)運(yùn)算。
數(shù)字 PIDF 運(yùn)算器采用單精度浮點(diǎn)運(yùn)算，數(shù)字 PIDF 運(yùn)算
更新率為 10 千次 / 秒。
傳感器調(diào)節(jié)器單元可分為直流調(diào)節(jié)器和交流調(diào)節(jié)器，直流
調(diào)節(jié)器主要用于載荷傳感器、應(yīng)變規(guī)和油壓傳感器等，交流調(diào)
節(jié)器主要用于測(cè)量位移的 LVDT。調(diào)節(jié)器的激勵(lì)電壓和放大器
都是軟件可編程的，每個(gè)調(diào)節(jié)器都可以分為 4 檔，每檔之間的
切換全部由軟件控制完成，其將放大后的傳感器信號(hào)進(jìn)行 A/D
轉(zhuǎn)換，然后送給 CPU 單元使用。調(diào)節(jié)器 A/D 轉(zhuǎn)換精度為 16 位，
轉(zhuǎn)換速度為 10 千次 / 秒。
閥驅(qū)動(dòng)單元適用于各種電液伺服閥，閥驅(qū)動(dòng)單元 D/A 轉(zhuǎn)換
精度為 16 位。
液壓源控制單元用于控制液壓源的工作停止和高低壓轉(zhuǎn)換
等。
模擬信號(hào)輸入 / 輸出單元和數(shù)字信號(hào)輸入 / 輸出單元為選配
件 , 用于為控制器提供附加的數(shù)據(jù)采集和控制功能。
1.1.3 手動(dòng)控制面板主要用于手動(dòng)控制液壓源和試驗(yàn)機(jī)，例
如開(kāi)關(guān)油泵和裝 / 卸試樣。
2．試驗(yàn)助手全數(shù)字控制系統(tǒng)軟件組成和功能
試驗(yàn)助手全數(shù)字控制系統(tǒng)軟件由系統(tǒng)軟件、試驗(yàn)軟件、工
具軟件和用戶(hù)接口軟件組成，工作平臺(tái)為 Windows。所有軟
件都是全中文界面，功能強(qiáng)大且易學(xué)易用。
2.1 系統(tǒng)軟件包含硬件驅(qū)動(dòng)軟件、動(dòng)態(tài)連接庫(kù)、系統(tǒng)資源管
理軟件 (TestAide 5.1)
A. 硬件驅(qū)動(dòng)軟件主要負(fù)責(zé)對(duì)控制系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行控制。
B. 動(dòng)態(tài)連接庫(kù)主要負(fù)責(zé)硬件驅(qū)動(dòng)軟件與系統(tǒng)管理軟件進(jìn)行
通訊。
C. 試驗(yàn)助手系統(tǒng)管理軟件是整個(gè)全數(shù)字控制系統(tǒng)工作的基
礎(chǔ)，其主要功能是管理控制系統(tǒng)的硬件資源、定義傳感器量程、
定義控制通道、定義控制模式、數(shù)字 PIDF 參數(shù)調(diào)整、設(shè)置保護(hù)，
顯示當(dāng)前控制模式、液壓和函數(shù)發(fā)生器狀態(tài)以及傳感器標(biāo)定，
并且提供雙蹤數(shù)字示波器、數(shù)字伺服閥電流表和 6 塊數(shù)字電壓
表用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。
系統(tǒng)管理軟件可以設(shè)置 3 類(lèi)保護(hù)，分別是：外保護(hù)、內(nèi)保
護(hù)和飽和保護(hù)。對(duì)于每個(gè)傳感器或控制通道都可以相互獨(dú)立地
設(shè)置以上 3 類(lèi)保護(hù)。
試驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)試驗(yàn)特點(diǎn)設(shè)置一些保護(hù)，
可以在危險(xiǎn)將要發(fā)生時(shí) ( 例如試樣斷裂 )，軟件自動(dòng)且快速地停
止試驗(yàn)系統(tǒng)的工作，以保證試驗(yàn)設(shè)備不受傷害。
雙蹤數(shù)字示波器用于在試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)顯示或打印顯示傳
感器反饋、誤差和命令信號(hào)的波形。數(shù)字電壓表主要用于在試
驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)顯示傳感器反饋、誤差和命令信號(hào)的峰值、谷值、
最大值、最小值和當(dāng)前值，數(shù)字電壓表總共有 6 塊。
圖 3 單通道試驗(yàn)助手系統(tǒng)管理軟件主界面圖
圖 4 數(shù)字示波器界面
2.2 試驗(yàn)軟件是專(zhuān)為某一類(lèi)試驗(yàn)需求或試驗(yàn)方法而設(shè)計(jì)，用
戶(hù)可以根據(jù)自己所需試驗(yàn)的特點(diǎn)而選用對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)軟件，試驗(yàn)
軟件包含：
A. 通用函數(shù)發(fā)生器軟件 (Function Generator 3.1)：
主要
用于周期性試驗(yàn)中，例如恒幅疲勞試驗(yàn)，恒幅疲勞裂紋擴(kuò)展試
驗(yàn)等。函數(shù)發(fā)生器軟件會(huì)自動(dòng)對(duì)控制量 ( 例如載荷 ) 的峰谷值進(jìn)
行跟蹤修正，以保證在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)峰值的動(dòng)態(tài)誤差
在顯示值的 ±1.5% 以?xún)?nèi)，典型值為 ±1%，高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。試
驗(yàn)時(shí)操作人員可以動(dòng)態(tài)地改變峰值、谷值和頻率，也能進(jìn)行人
工或自動(dòng)信號(hào)保持，如果自動(dòng)信號(hào)保持循環(huán)數(shù)間隔被設(shè)置，則
試驗(yàn)循環(huán)數(shù)每增加一個(gè)循環(huán)數(shù)間隔，軟件就會(huì)自動(dòng)把信號(hào)保持
在設(shè)定的水平上，以方便于某些試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量 ( 如目測(cè)裂紋長(zhǎng)
度 )。軟件可選的波形有正弦波、三角波和方波。試驗(yàn)結(jié)束后，
軟件會(huì)將一些重要的數(shù)據(jù)存盤(pán)，例如試驗(yàn)載荷、頻率、循環(huán)數(shù)
和試驗(yàn)時(shí)間等。該軟件也可進(jìn)行簡(jiǎn)單的靜力試驗(yàn)。
B. 靜力試驗(yàn)軟件 (Static Test 5.1)：該軟件可以完成金屬、
非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，
軟件可以實(shí)時(shí)顯示材料的載荷－變形曲線(xiàn)、應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)、
載荷－位移曲線(xiàn)和載荷－撓度曲線(xiàn)，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)以文本格式
保存，試驗(yàn)結(jié)束后，軟件可以根據(jù)需要自動(dòng)求解出材料的彈性
模量、屈服強(qiáng)度、r 值、n 值和斷裂強(qiáng)度等常用試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本軟
件符合多個(gè)試驗(yàn)方法，例如 GB228-2002 等
d. 柔度法疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)軟件 (Fatigue Crack Growth
2.0)：主要用于疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)的自動(dòng)化測(cè)量，為結(jié)構(gòu)的損傷
容限設(shè)計(jì)和定壽服務(wù)。在試驗(yàn)過(guò)程中，不需要操作人員目測(cè)裂
紋長(zhǎng)度，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，其各項(xiàng)指標(biāo)符合《金屬材料疲
勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法》（GB 6398-86）。試驗(yàn)中的載荷
控制精度與函數(shù)發(fā)生器軟件相同。
G. 時(shí)間譜試驗(yàn)軟件：該軟件可以進(jìn)行時(shí)間譜試驗(yàn)，例如地
震波譜和汽車(chē)道路譜試驗(yàn)等。
H. 多功能試驗(yàn)軟件 (MultiFunction Test Tool 2.0): 該軟件
是一個(gè)柔性強(qiáng)，功能全的試驗(yàn)軟件，用戶(hù)可以用其設(shè)計(jì)特殊的
試驗(yàn)方法，卻不需要編程。此軟件將該試驗(yàn)系統(tǒng)具備的各種控
制功能、數(shù)據(jù)采集功能和其他的一些輔助功能都以圖標(biāo)的方式
做在了一個(gè)面板上，用戶(hù)可以將這些功能圖標(biāo)用鼠標(biāo)拖放到試
驗(yàn)定義面板中，并將其按照用戶(hù)需求隨意組合起來(lái)，就可以按
照用戶(hù)自定義的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。用該軟件可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)譜
加載試驗(yàn)、巖土材料在單 / 三軸狀態(tài)下的蠕變、松弛試驗(yàn)，以及
其他一些用戶(hù)自己設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方法。
用戶(hù)接口軟件：如果用戶(hù)認(rèn)為系統(tǒng)提供的試驗(yàn)軟件不能滿(mǎn)
足試驗(yàn)的需要，可以利用該軟件接口編程，以達(dá)到特殊試驗(yàn)的
目的。
工具軟件 :
A. 傳感器標(biāo)定軟件用于傳感器標(biāo)定。
B. 繪圖軟件用于圖形顯示：該軟件以原代碼方式提供，運(yùn)
用該軟件，用戶(hù)可以在自編軟件中方便地進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖形
顯示。
E. 低周疲勞試驗(yàn)軟件 (Low Cycle Fatigue 3.0)：用于測(cè)
試金屬材料的低周疲勞性能，服務(wù)于局部應(yīng)力－應(yīng)變法估算結(jié)構(gòu)
的使用壽命。整個(gè)試驗(yàn)在軟件控制下自動(dòng)進(jìn)行，其各項(xiàng)指標(biāo)符
合《金屬材料軸向等幅低循環(huán)疲勞試驗(yàn)方法》（GB/T 15248-
94）。
試驗(yàn)中的應(yīng)變控制精度與函數(shù)發(fā)生器軟件相同。
F. 減振器試驗(yàn)軟件：該軟件可以對(duì)汽車(chē)筒式減振器進(jìn)行
特性測(cè)試，符合《汽車(chē)筒式減振器臺(tái)架試驗(yàn)方法》(QCT545-
1999)。試驗(yàn)時(shí)實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)曲線(xiàn)，自動(dòng)求解試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)數(shù)
據(jù)以文本格式保存。
圖 10 柔度法疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)軟件界面圖
圖 13 時(shí)間譜試驗(yàn)軟件界面圖
圖 14 多功能試驗(yàn)軟件界面圖
圖 11 低周疲勞試驗(yàn)軟件界面
（四）試驗(yàn)機(jī)附具
◆ 液壓強(qiáng)迫夾頭：
液壓強(qiáng)迫夾持標(biāo)配油壓：63MPa；
液壓強(qiáng)迫夾持試樣，可進(jìn)行“拉壓過(guò)零”動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)；
開(kāi)式結(jié)構(gòu)，下部帶自鎖緊螺母；
試樣裝夾方便快捷；
圓試樣夾持鉗口：一套
板試樣夾持鉗口：一套；
◆ 氣液增壓油源：該油源實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓夾頭系統(tǒng)壓力的調(diào)整，
為了安全起見(jiàn)該系統(tǒng)壓力調(diào)整不得超過(guò) 70MPa，通常使用者可
根據(jù)試樣材料和尺寸調(diào)整該氣動(dòng)增壓油源中的氣動(dòng)減壓閥控制
輸出壓力（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓力升高 , 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓力降低），輸出
壓力的大小由控制面板上左端的壓力表顯示。
◆ 壓縮附具：一對(duì)，用于標(biāo)定負(fù)荷傳感器壓縮方向以及軸
向壓縮試驗(yàn)。
◆ 反力架：一套，用于標(biāo)定負(fù)荷傳感器拉伸方向。
◆ 沖洗附具：一套，用于作動(dòng)器和泵站的沖洗。
◆ 彎曲附具：用戶(hù)可以根據(jù)需要選配三點(diǎn)彎曲或四點(diǎn)彎曲
附具，壓輥、支承輥均為優(yōu)碳鋼淬火后精磨制造，具有較高的
硬度和幾何精度。
圖 15 數(shù)據(jù)采集軟件界面圖
圖 16 數(shù)據(jù)回放軟件界面圖
圖 17 數(shù)字信號(hào)處理軟件界面圖
C
七、產(chǎn)品構(gòu)成與配置：
（一）標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)部分
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
機(jī)身 鋼板焊接式高剛度機(jī)身 落地式主機(jī)
工作臺(tái) 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 280-310HB 后精加工
橫梁 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 250-280HB 后精加工
作動(dòng)器 下置于工作臺(tái)自主研發(fā)設(shè)計(jì)大間隙作動(dòng)器，密封件全套進(jìn)口 上置于橫梁，自主研發(fā)設(shè)計(jì)大間
隙作動(dòng)器，密封件全套進(jìn)口
立柱 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì) 250-280HB 后精加工，外表面鍍硬絡(luò)
（二）泵站部分
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
油泵 日本不二越進(jìn)口內(nèi)嚙合齒輪泵
電機(jī) 低噪音交流電機(jī)
油箱 全封閉伺服油箱
直列式水冷卻器 佛山神威冷卻器，根據(jù)要求也可選用油冷卻機(jī)
高 / 低壓切換閥組 自主研發(fā)設(shè)計(jì)，液壓元件選用知名液壓品牌
3μ 高壓濾油器 溫州黎明（海特克）
高壓蓄能器 奉化奧萊爾
空氣濾清器 溫州黎明（海特克）
電子式液位計(jì) 溫州黎明（海特克）
電接點(diǎn)溫度計(jì)（0-100° C） 天津歐迪
截止球閥 溫州黎明（海特克）
電器控制柜 自主研發(fā)設(shè)計(jì)油源控制柜
電機(jī)減震墊 河北滄州德利
泵站底座 自制
油泵 - 電機(jī)彈性聯(lián)軸器 自制
（三）測(cè)量顯示與控制系統(tǒng)
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
負(fù)荷傳感器 高精度輪輻式負(fù)荷傳感器（美國(guó)世銓?zhuān)?
位移傳感器 LVDT 美國(guó) Schaevitz
電子引伸計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)配置 : 標(biāo)距 50mm，變形 25mm，北鋼院
微機(jī) 臺(tái)式主機(jī)，主流配置，液晶顯示屏，聯(lián)想品牌機(jī)
打印機(jī) 黑白激光打印機(jī) HPA4 型（美國(guó)惠普）
獨(dú)立式全數(shù)字控制器及試驗(yàn)軟件 自主研發(fā)設(shè)計(jì)全數(shù)字電液伺服控制系）標(biāo)準(zhǔn)配置試驗(yàn)器具
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
液壓強(qiáng)迫夾頭 1 對(duì)
氣液增壓源 無(wú) 1 臺(tái)
反力架 1 件
壓縮附具 1 套
（五）隨機(jī)工具
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
一字螺絲刀 1 把
十字螺絲刀 1 把
勾頭扳手 一對(duì)
（六）隨機(jī)資料
項(xiàng) 目 PWS-10 -20 -50 -100 -300 -500 -1000 -2000
裝箱清單 1 份
保修證書(shū) 1 份
出廠(chǎng)檢定合格證書(shū) 1 份
試驗(yàn)機(jī)使用說(shuō)明書(shū) 1 份
軟件使用說(shuō)明書(shū) 1 份
使用說(shuō)明書(shū)光盤(pán) 1 張
計(jì)算機(jī)及打印機(jī)原配的隨機(jī)資料 1 套
傳感器、引伸計(jì)、電機(jī)等原配的隨機(jī)資料 若干
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