Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN ĐỨC LUÂN Người hướng dẫn khoa học: TS ĐINH MINH DIỆM NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG XỬ LÝ SỐ LIỆU TRÊN MÁY THỬ NGHIỆM KÉO NÉN VẬT LIỆU Phản biện 1: TS NGUYỄN XUÂN HÙNG Phản biện 2: GS TS LÊ VIẾT NGƯU Chuyên ngành : Công nghệ Chế tạo máy Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp Mã số : thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 23 tháng 10 60.52.04 năm 2010 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng - 2010 Footer Page of 126 Header Page of 126 cao Hiện thị trường có loại máy thử nghiệm kéo nén MỞ ĐẦU Lý chọn ñề tài Theo chủ trương chiến lược Chính phủ “Phát triển khoa vật liệu hệ với hỗ trợ máy tính ñã phần giải ñược khó khăn ñã nêu trên, nhiên giá thành lại ñắt nên việc ñầu tư mua sắm gặp nhiều khó khăn học công nghệ Việt Nam ñến năm 2020” lĩnh vực Công Từ sở trên, ñề xuất ñề tài mang tên: “Nghiên cứu, nghệ tự ñộng hóa ñiện tử ñã nhấn mạnh: “… Thiết kế, xây xây dựng hệ thống tự ñộng xử lý số liệu máy thử nghiệm kéo dựng phần mềm, lắp ñặt, trang bị hệ thống thích hợp giám sát, nén vật liệu” ñiều khiển, thu thập xử lí số liệu áp dụng phổ cập ñiều hành Mục ñích nghiên cứu hoạt ñộng chuyên ngành công nghiệp;….Phát triển hình Mục ñích ñề tài chủ yếu nghiên cứu tính vật liệu thành ngành công nghiệp phần cứng thiết bị thông minh Phần phương pháp thử nghiệm kéo nén vật liệu tìm hiểu số cứng ñiều khiển, hệ thống cơ-ñiện tử, thiết bị thông thiết bị thử nghiệm kéo nén vật liệu nguyên lý hoạt ñộng minh khâu ñịnh hoàn thiện nâng cấp dây chuyền công chúng Đồng thời tác giả dựa ñộ xác cảm biến lực nghệ Phát triển mạnh thiết kế, chế tạo, tích hợp phần cứng phục cảm biến chiều dài ñể tính toán, thiết kế thiết bị ghép nối máy vụ phần mềm ñiều khiển Các hệ thống cơ-ñiện tử ñược phát triển ñể tính xây dựng phần mềm xử lý số liệu kết ño dành chỗ cho phối hợp hệ thống dây chuyền sản xuất Như Phạm vi nghiên cứu chế tạo hệ thống tự ñộng ñiều khiển ñịnh lượng trình sản Nghiên cứu tổng quan tính, phương pháp kiểm tra xuất liên tục, sản xuất theo dây chuyền, ứng dụng cho hệ thống tự tính vật liệu; Nghiên cứu nguyên lý máy thử kéo nén vật ñộng vận chuyển, công nghiệp xi măng, sản xuất vật liệu xây dựng, liệu phương pháp thực phép thử kéo-nén; xử lý cân băng tải, bốc rót vật liệu rời Chế tạo thiết bị ño lường phân ñánh giá kết phép thử nghiệm; Nghiên cứu thiết bị ño tích tự ñộng; hệ thống ñếm phân loại sản phẩm…” thiết bị ghép nối máy tính; Phân tích liệu, lọc liệu cần thiết Việc thử nghiệm kéo nén thí nghiệm cho phép thử; viết chương trình xử lý liệu giao diện việc thử nghiệm vật liệu Những thí nghiệm minh họa cho hình; Đánh giá ưu nhược ñiểm ñặc tính ổn ñịnh quan trọng việc ñánh giá vật liệu Hiện Phương pháp nghiên cứu nay, nhà trường, học viện, phòng thí nghiệm, phân viện nghiên cứu nhà máy sản xuất ñang sử dụng lượng Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phương pháp thực nghiệm lớn thiết bị thử nghiệm kéo nén vật liệu Các thiết bị ñã có từ Nội dung nghiên cứu: lâu phần lớn khâu xử lí số liệu ño lường ñánh giá kết ño - Về lý thuyết: Nghiên cứu tổng quan tính, phương ñều làm thủ công, tốn thời gian, hiệu suất ñộ xác không pháp kiểm tra tính vật liệu; Nghiên cứu nguyên lý máy Footer Page of 126 Header Page of 126 thử kéo nén vật liệu phương pháp thực phép thử kéo- trình xử lí số liệu dễ dàng hơn, tiết kiệm thời gian, kinh phí nâng cấp nén; Nghiên cứu khả lập trình ghép nối máy tính; xử lý liệu; nâng cao hiệu suất lao ñộng - Về thực nghiệm: Thiết kế thiết bị giao tiếp với máy tính, thử Cấu trúc luận văn nghiệm giao tiếp, trao ñổi liệu với thiết bị; thử nghiệm máy Mở ñầu thử nghiệm vạn WP 300 Trung tâm TC-ĐL-CL3/ Bộ Quốc Chương Đặc trưng học vật liệu phương pháp phòng Ý nghĩa khoa học thực tiễn Dựa nguyên lý phương pháp thử nghiệm vật liệu ñộ xác cao cảm biến lực, cảm biến chiều kiểm tra Chương Phương pháp xử lý số liệu Chương Lựa chọn thiết bị ño tính toán thiết kế thiết bị ghép nối máy tính dài khả kết nối máy tính thiết bị ñể tiến hành xây Chương Xây dựng phần mềm xử lý số liệu dựng phần mềm xử lý số liệu máy thử nghiệm kéo nén vật liệu Kết luận hướng phát triển ñề tài Thông qua tín hiệu ñiện từ cảm biến lực chiều dài có ñộ xác cao, ta thu kết thử nghiệm tính toán CHƯƠNG cách xác, ñồng thời thể lại cách trực quan toàn ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA VẬT LIỆU VÀ trình biến ñổi vật liệu thông qua loại biểu ñồ khác nhau, CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ñồng thời lưu lại kết quả, lập báo cáo kết xuất liệu theo yêu cầu 1.1 Các ñặc trưng tính vật liệu Để nghiên cứu ứng xử vật liệu tác dụng tải trọng, Với phần mềm này, ta theo dõi toàn trình phép người ta phải tiến hành thí nghiệm mẫu vật liệu ñó thử chương trình; giá trị ñọc ñược từ máy tính có ñộ phòng thí nghiệm chuyên dùng Các thí nghiệm ñược tiến xác cao Cho phép chọn quan sát, phân tích giai ñoạn hành nhằm xác ñịnh ñại lượng cho phép ta ñánh giá ñược tính biến dạng vật liệu biểu ñồ, thông qua ñó ñánh giá chất lượng ñàn hồi, tính dẻo, ñộ bền v.v… vật liệu vật liệu có hệ thống chi tiết Những ñại lượng ñặc trưng ñó ñược gọi ñặc trưng học Hiện công nghiệp quốc phòng nói riêng vật liệu Cơ tính vật liệu ñược biểu thị ñặc trưng học, ngành khí ñất nước nói chung, thiết bị thử nghiệm kéo nén chúng cho biết khả chịu tải vật liệu ñiều kiện cụ vật liệu ñang ñược sử dụng nhiều chiếm vai trò to lớn thể, sở ñể tính toán ñộ bền sử dụng so sánh vật trình ñánh giá tính vật liệu Đề tài góp phần liệu với Các tiêu ñược xác ñịnh phương pháp việc thử nghiệm tính vật liệu với ñộ xác cao hơn, thử nghiệm mẫu có kích thước theo tiêu chuẩn ñịnh Footer Page of 126 Header Page of 126 1.1.1 Độ bền thể xác ñịnh số ñặc trưng học loại vật liệu Các tiêu ñộ bền Fñh MN/m2 S0 F0, c Giới hạn chảy qui ước (σ0,2): σ , = MN/m2 S0 a Giới hạn ñàn hồi (σñh): σ ñh = d Giới hạn bền (σb): σb = Fb S0 MN/m2 Hình 1.4 Đường cong ñặc tính vật liệu 1.1.2 Độ dẻo 1.1.3 Độ dai va ñập 1.2.2 Thí nghiệm nén vật liệu 1.1.4 Độ dai phá hủy biến dạng thẳng 1.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng ñến ñặc trưng học vật 1.1.5 Độ cứng liệu 1.2 Phương pháp kiểm tra ñặc trưng học vật liệu 1.3 Nguyên lý hoạt ñộng máy kéo nén 1.2.1 Thí nghiệm kéo Các máy thí nghiệm kéo nén nước Thí nghiệm kéo vật liệu ñược tiến hành máy sinh lực, ta chủ yếu làm việc theo gọi máy kéo, nén vạn Mẫu thí nghiệm ñược chế tạo với hình nguyên lý thủy lực khí, dạng kích thước ñịnh, tùy thuộc vào loại vật liệu tuân thủ ñó máy thí nghiệm kéo theo quy phạm quốc gia nén thủy lực chiếm số lượng lớn Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng máy thí nghiệm kéo nén ñược thể hình 13 Từ bơm thủy lực, dầu ñược dẫn vào xi-lanh(A), dầu tác dụng lên bề mặt pittông (B) áp lực P Cần pittông (C) ñược Hình 1.1 Kích thước mẫu thép hình trụ nối với mẫu M thông qua ngàm (D), Sau thí nghiệm ta có ñược ñường cong ñặc tính vật liệu tác dụng vào mẫu lực kéo, có trị Căn vào ñường cong ñặc tính vật liệu hình 1.4, ta có số áp lực P, lực ñược Footer Page of 126 thị ñồng hồ áp lực N Hình 1.13 Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng máy thí nghiệm kéo nén Header Page of 126 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 2.1 Khái niệm sai số ño phân loại Sự sai khác kết ño, nhận ñược từ giá trị thị máy dụng cụ ño x với giá trị thực Q gọi sai số ño: ∆x = x − Q 2.2 Sai số ngẫu nhiên - phương pháp tính thông số ñặc trưng 10 2.4 Sai số thô - tiêu loại sai số thô 2.4.1 Chỉ tiêu 3σ 2.4.2 Chỉ tiêu Sovinô 2.5 Xử lý kết ño gián tiếp Phương pháp ño gián tiếp thực tế thường gặp nhiều Phương trình biểu diễn quan hệ ñại lượng cần ño y ñại lượng ñược ño trực tiếp x1; x2; …; xm là: 2.2.1 Tính toán thông số ñặc trưng ño không ñiều kiện ño Y = f(x1; x2; …; xm) Vấn ñề ñặt giá trị xi ñại lượng ño trực tiếp, xi 2.2.2 Tính toán tham số ñặc trưng trường hợp phân bố ñược biểu diễn qua Xi ∆Xi sai số chúng, ñược ño qua ñộ ño ñại lượng dương σx Độ lớn ∆Xi phụ thuộc vào ñộ xác ño số 2.3 Sai số hệ thống - phương pháp khử sai số hệ thống lần ño Vấn ñề cần giải mối quan hệ Xi; ∆Xi Sai số hệ thống loạt sai số mà dự ñoán trước ñược nguyên nhân gây sai số, nắm trước ñược luật biến thiên, có trị số tham số phân bố ñại lượng ño gián tiếp Y σy 2.5.1 Bài toán thuận dấu xác ñịnh ñiều kiện ño cụ thể Do ñặc ñiểm này, sai Nội dung toán thuận: với kết ño trực tiếp, ta có X1, số hệ thống dùng biện pháp khác ñể làm giảm ñến X2, …, Xm ñộ xác tương ứng ño σx1, σx2, …, σxm Hãy xác mức tối thiểu khử hoàn toàn khỏi kết ño vậy, ñịnh kết ño gián tiếp Y σy phép ño thông thường kết ño có ghi trị số giới hạn sai số ngẫu nhiên mà không ghi thành phần sai số hệ thống 2.3.1 Phương pháp hiệu chỉnh 2.3.2 Phương pháp so sánh với mẫu Phương pháp ñược dùng ño so sánh: ñại lượng ño ñược ñem so sánh với ñại lượng mẫu có kích thước có ñộ xác cao Kết ño cho ta sai lệch tuyệt ñối kích thước ño kích thước mẫu Với phương pháp sai số vị trí cấu, ñiều kiện ño… ñược khử hết 2.3.3 Phương pháp bù (phương pháp bồi thường) Cơ sở ñể giải toán công thức Taylo tính sai số hàm số theo sai số ñối số: y = f(x1, x2, …, xm) ∆y = f (∆x1 , ∆x2 , , ∆xm ) = m ∂f ∂f ∂f ∂f ∆x1 + ∆x2 + + ∆xm = ∑ ∆xi ∂x1 ∂x2 ∂xm ∂ i =1 xi Muốn tính giá trị trung bình giá trị ño gián tiếp ta việc thay giá trị trung bình ñại lượng ño trực tiếp vào phương trình quan hệ chúng với Để tính toán ñộ xác ñại lượng ño gián tiếp ta xuất phát từ công thức tính sai số hàm: Footer Page of 126 Header Page of 126 11 12 ∂f ∂f ∂f ∆x1 j + ∆x j + + ∆x mj ∂x1 ∂x ∂x m ∆y j = CHƯƠNG LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐO VÀ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ GHÉP NỐI MÁY TÍNH Cuối ta có: 2  ∂f   ∂f  σ Y =  σ X  + +  σ Xm  =  ∂x1   ∂x m   ∂f   σ Xi  ∑ i =1  ∂x i  m 3.1 Cảm biến dịch chuyển - Ký hiệu : PY2 C 25 - Hành trình dịch chuyển ñầu ño : 25 mm 2.5.2 Bài toán nghịch - Điện áp nguồi nuôi lớn : 24 V 2.6 Độ xác ñộ tin cậy kết ño - Độ phi tuyến : ± 0,2 % 2.6.1 Khi ño trực tiếp ñại lượng ñiều kiện ño 2.6.2 Khi ño trực tiếp ñại lượng không ñiều kiện ño 2.6.3 Xác ñịnh số lần ño cần thiết theo ñộ xác ñộ tin cậy yêu cầu 2.7 Phương pháp xác ñịnh mối quan hệ thực nghiệm Việc xác ñịnh mối quan hệ thực nghiệm từ số liệu ño cần qua bước:1 Vẽ sơ quan hệ theo số liệu thực nghiệm; Chọn công thức biểu diễn hàm quan hệ; Xác ñịnh hàm thực nghiệm: xác ñịnh số công thức ñã chọn; Kiểm nghiệm phù hợp thực tế công thức vừa xác ñịnh 2.7.1 Xác ñịnh quan hệ hàm số ñại lượng - Model: CBES 2.7.1.1 Chọn công thức thực nghiệm - Dải ño (R.C): ñến 20 kN 2.7.1.2 Xác ñịnh công thức thực nghiệm - Điện áp ñầu ra: mV/V ± 0.25% Hình 3.1 Cảm biến ño dịch chuyển PY2 C 25 3.1.1 Nguyên lý ño vị trí dịch chuyển 3.1.2 Điện kế ñiện trở dùng chạy học 3.2 Cảm biến lực 2.7.2 Xác ñịnh quan hệ tương quan ñại lượng - Độ không tuyến tính: ≤ 0.1% R.O 2.7.3 Áp dụng lý thuyết hàm ngẫu nhiên nghiên cứu quan - Quá tải cho phép: 150% R.C hệ thực nghiệm - Giới hạn tải: 300% R.C Hình 3.3 Cảm biến lực CBES 2000 3.2.1 Nguyên lý ño lực 3.2.2 Cảm biến lực với màng sọc co giãn kim loại 3.3 Tính toán thiết kế thiết bị ghép nối máy tính Footer Page of 126 Header Page of 126 13 3.3.1 Sơ ñồ khối ghép nối cảm biến với máy tính 14 3.3.2 Sơ ñồ nguyên lý 3.3.2.1 Sơ ñồ nguyên lý khối nguồn cung cấp 3.3.2.2 Sơ ñồ nguyên lý cảm biến, chuyển ñổi khuếch ñại ño dịch chuyển 3.3.2.3 Sơ ñồ nguyên lý cảm biến, chuyển ñổi khuếch ñại ño lực 3.3.2.4 Sơ ñồ nguyên lý biến ñổi ADC 16 bít ño dịch chuyển 5V/DC -5V/DC U8 1.6V/DC VR1 100K VREF UNDERRANGE OVERRANGE C24 0.47MF ANA COM R11 27 C23 1MF INT OUT AZ IN D5 Hình 3.5 Sơ ñồ ghép nối cảm biến với máy tính 0 R9 BUFF OUT REF CAP- R10 100K C22 1MF R12 100K REF CAP+ IN LO C21 0.1MF 10 11 100K IN0(ADC) STROBE R/H DIGI GND POL CLOCK IN BUSY B8(MSB) B4 B2 B1(LSB) IN HI V+ 5V/DC D1(LSD) D2 D3 D4 D5(MSB) 28 27 26 25 24 23 22 21 CLOCK 120kHz P2(AD0 AD4) AD0 20 19 18 17 12 AD1 AD2 AD3 AD4 P0(D0 D3) D3 D2 D1 D0 16 15 14 13 ICL7135 - Cảm biến có nhiệm vụ chuyển ñổi ñại lượng cần ño thành tín hiệu ñiện hay thay ñổi ñại lượng ñiện cảm biến như: ñiện 3.3.2.5 Sơ ñồ nguyên lý biến ñổi ADC 16 bít ño lực 5V/DC trở, ñiện dung, ñiện cảm …; - Bộ khuyếch ñại có chức khuyếch ñại tín hiệu phát sinh C24 0.47MF C23 1MF D5 R10 100K C22 1MF R12 100K 0 C21 0.1MF 10 11 R9 100K IN0(ADC) 5V/DC - Bộ hiển thị kết hình VREF UNDERRANGE ANA COM R11 27 máy tính; tương ứng công thức toán học OVERRANGE - Bộ chuyển ñổi Analog - digital (ADC) có nhiệm vụ chuyển - Bộ xử lý số liệu có nhiệm vụ xử lý số liệu ño thành ñại lượng U8 1.6V/DC VR1 100K cảm biến ñổi tín hiệu ñiện tương tự sang tín hiệu số ñể giao tiếp với xử lý -5V/DC INT OUT AZ IN BUFF OUT REF CAP- REF CAP+ IN LO IN HI V+ STROBE R/H DIGI GND POL CLOCK IN BUSY D1(LSD) D2 D3 D4 D5(MSB) B8(MSB) B4 B2 B1(LSB) 28 27 26 25 24 23 22 21 CLOCK 120kHz P2(AD00 AD04) 20 19 18 17 12 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 P0(D00 D03) 16 15 14 13 D3 D2 D1 D0 ICL7135 3.3.2.6 Sơ ñồ nguyên lý mạch tạo xung clock 120kHz Footer Page of 126 Header Page of 126 15 16 3.3.2.7 Sơ ñồ nguyên lý mạch vi ñiều khiển 3.3.3 Tính toán thiết kế thi công 3.3.3.1.Tần số dao ñộng cung cấp cho ADC ILC7135 5V/DC + f (clock) = 120(kHz) C11 104 P2(AD00 AD04) 5V/DC + Theo mạch dao ñộng LM 555 P0(D0 D3) 5V/DC 40 SW1 + AD00 AD01 AD02 AD03 AD04 C14 10MF RST - R5 8.2K RST P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RXD C12 EA/VPP P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 ALE/PROG P3.4/T0 PSEN P3.5/T1 P3.6/WR P2.7/A15 P3.7/RD P2.6/A14 P2.5/A13 XTAL2 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 XTAL1 P2.0/A8 30P 18 GND Y1 11.059 19 C13 30P 20 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 39 38 37 36 35 34 33 32 D0 D1 D2 D3 D00 D01 D02 D03 P0(D00 D03) 31 30 29 P2(AD0 AD4) Suy ra: Ap = 1×1.0001 3.3.3.3 Hệ số khuếch ñại ño lực AD3 AD2 AD1 AD0 Ta có: R01 = R02 = R03 = R04 =700 (Ω) AT89C51 VCC 10 ×R03 = ×R03 = 5(V) R02 + R03 R02 + R03 VCC 10 V02 = ×R04 = ×R04 = 5(V) R01 + R 04 R01 + R04 V 02 R05 + R06 R06 Ap = Vout = ×R08×( )×V01 R08 + R07 R05 R 05 V01 = 3.3.2.8 Sơ ñồ nguyên lý mạch giao tiếp máy tính 5V/DC D3 C19 104 C18 10MF + LED1 D4 LED2 - + RS232 C2+ C2- MAX232 + Chọn: R08 = R06 = 10KΩ; R8 1K 12 11 RXD 10 TXD suy Ap = Vout = R06 ×(V02-V01) = V02-V01 R 05 3.3.3.4 Thông số ñầu vào ñầu ADC dụng cụ ño chiều dài 3.3.3.5 Thông số ñầu vào ñầu ADC dụng cụ ño lực 3.3.3.6 Lưu ñồ giải thuật ño chiều dài - Footer Page of 126 R7 1K V+ R2IN /T2OUT V- C16 10MF GND - /T1OUT R1IN /R1OUT T1IN C1+ T2IN C1/R2OUT 15 14 13 C17 10MF + VCC U12 16 P1 R3 ) ; Ap1 = (Mạch khuếch ñại ñệm) R4 R3 10 Ap = ( 1+ ) = (1 + ) = 1.0001 R4 100000 Ap = Ap1 × (1+ 5V/DC 28 27 26 25 24 23 22 21 Chọn C15 = 0.01µF; suy ra: R14 = 600Ω 3.3.3.2 Hệ số khuếch ñại Ap ño chiều dài RST 10 11 12 13 14 15 16 17 TXD VCC R6 100 Ta có: T ≈ 0.69×2×R14×C15 U10 C20 10MF 3.3.3.7 Lưu ñồ giải thuật dụng cụ ño lực Header Page of 126 17 18 CHƯƠNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM XỬ LÝ SỐ LIỆU 4.1 Xử lý số liệu thử nghiệm phương pháp thông dụng 4.1.1 Những liệu sở cần thiết cho phép thử Khi kim loại chịu tác dụng tải trọng có giai ñoạn biến dạng: biến dạng ñàn hồi, biến dạng dẻo phá huỷ Quan hệ biến dạng (∆l) tải trọng (P) ñược giới thiệu hình 4-1 Giai ñoạn phá hoại tải trọng ñã ñạt tới giá trị cực ñại (Pmax), vết nứt xuất mẫu bị phá hoại (hình 4-1, vùng III) Khi thí nghiệm kéo mẫu, cường ñộ kim loại ñược Hình 4.2 Thiết bị thí nghiệm vật liệu vạn WP 300 ñặc trưng tiêu sau : Hình 4.1 Biểu ñồ kéo kim loại Giới hạn ñàn hồi σp : σ P = Chọn mẫu thử nghiệm kéo giãn ñồng B6x30 DIN 50125 PP ; kG/cm2 F0 PC ; kG/cm2 F0 P Giới hạn bền σb: σ P = Max ; kG/cm2 F0 Giới hạn chảy σc: σ c = 4.1.2 Tiến hành thí nghiệm kéo mẫu thiết bị thử nghiệm WP 300 (Tại Trung tâm TC-ĐL-CL3/ Bộ Quốc phòng) Hình 4.3 Mẫu thử kéo Sau gá lắp mẫu thử chắn ñúng vị trí, tiến hành gia tải cách vặn tay quay gắn pittông bơm dầu, việc gia tải phải thật chậm liên tục Đọc số lực từ ñồng hồ sau 0,1 mm, ghi lại trị số lực tương ứng với ñộ giãn, từ ñộ giãn 1mm, khoảng trị số mở rộng tới 0,2mm Cứ cho ñến mẫu thử bị phá hủy Các trị số ñã ño ñược thể bảng 4.1 Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 19 20 Bảng 4.1 Bảng kết thử nghiệm mẫu ñồng B6x30 DIN 50125 Với phương pháp này, ñể có biểu ñồ Ứng suất-Biến dạng, ta THỬ NGHIỆM:Mẫu thử kéo B6x30 DIN 50125 ñược chế tạo từ ñồng phải thực phép tính ñể có ñược biểu ñồ Như vậy, với Độ giãn ∆l, Lực thử nghiệm Độ giãn ∆l, Lực thử nghiệm phương pháp trình xử lí số liệu tốn nhiều công sức thời 1/100 mm P, kN 1/100 mm P, kN gian, làm cho hiệu suất công việc không cao Qua nghiên cứu 10 0,8 140 10,3 chương ta thấy với phương pháp chịu nhiều nguyên 20 2,4 160 10,1 nhân dẫn ñến sai số, làm cho sai số phép thử lớn Thực tế ñã 30 4,9 180 9,8 chứng minh qua kiểm ñịnh Trung tâm kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo 40 7,6 200 9,6 lương Chất lượng (QUATEST2/ Bộ Khoa học Công nghệ) 50 10,0 220 9,4 máy thử nghiệm kéo nén vạn ñạt cấp xác 60 11,0 240 9,1 4.2 Chương trình xử lí số liệu máy thử nghiệm kéo nén vật liệu 70 11,0 260 8,7 4.2.1 Giới thiệu 80 10,9 280 8,35 90 10,8 300 7,9 100 10,7 320 7,25 Sau có bảng kết trên, ta tiến hành vẽ biển ñồ Tải-Độ giãn ñối với mẫu thử ñồng B6x30 DIN 50125 Lực thử nghiệm P, kN Để thể trình thí nghiệm nhằm xác ñịnh ñặc trưng vật liệu với ñộ xác cao, thông qua cảm biến lực chiều dài, tín hiệu từ cảm biến ñể xây dựng nên modul tính toán, xử lý liệu thí nghiệm Modul ñược viết sở ngôn ngữ lập trình Visual Basic với thiết kế có giao diện ñẹp, ngôn ngữ hiển thị tiếng Việt hoàn toàn, bố trí chức hợp lí ñơn giản Ứng dụng máy thử nghiệm kéo nén vật liệu WP 300 Trung tâm Tiêu chuẩn Đo lường Chất lương 3/ Bộ Quốc phòng Thay ñồng hồ so ño dịch chuyển cảm biến dịch chuyển PY2 C 25 lắp cảm biến lực CBES 2000 vào vị trí trụ thủy lực xà khung tải di ñộng Các cảm biến có nguyên lý hoạt ñộng kết nối máy tính ñã trình bày chương Độ giãn ∆l, kN Hình 4.4 Biểu ñồ Lực-Biến dạng mẫu ñồng B6x30 DIN 50125 Footer Page 10 of 126 Header Page 11 of 126 21 22 - Xác ñịnh giá trị: Biểu ñồ ứng suất dạng 4.2.2 Chức chương trình - Giao diện Giao diện chương trình ñược hiển thị sau ta chọn chạy chương trình, nơi ñể bắt ñầu bước thực việc thí nghiệm Hình 4.7 Giao diện chương trình Hình 4.12 Biểu ñồ ứng suất biến dạng - Hệ thống: Tạo liệu Hệ thống: Tạo liệu cho phép xóa bỏ ñặc tuyến khỏi - Xác ñịnh giá trị: Bảng giá trị lực ñộ giãn hình nhớ, chương trình ñược ñặt lại trạng thái ban ñầu Xác ñịnh giá trị: Bảng giá trị lực - Hệ thống: Xem liệu cũ ñộ giãn nhằm cung cấp giá trị Hệ thống: Xem liệu cũ nhằm mở lại liệu cũ ñã thử nghiệm lực ñộ giãn cho ñặc tuyến - Hệ thống: Lưu liệu cũ thời với trị số có ñược từ giá Hệ thống: Lưu liệu cũ cho phép trị ño từ số liệu ñã nhập vào lưu liệu ñặc tuyến ñã trình bày chức Khi chọn - Nhập thông số cho phép thử Xác ñịnh giá trị: Bảng giá trị lực nghiệm kéo giãn ñộ giãn, bảng giá trị lực ñộ Khi chọn Tiến hành thử nghiệm: giãn ñược thể cửa thử nghiệm kéo giãn, xuất sổ bên cửa sổ Thiết lập trước Bảng giá trị cung cấp 80 giá trị lực ñộ giãn trình thử thông số cho phép thử kéo giãn - Xác ñịnh giá trị: Bảng giá trị ứng suất biến dạng nhằm nhập thông số ñầu vào Khi chọn Xác ñịnh giá trị: Bảng giá trị ứng suất biến dạng , cho mẫu thử nghiệm bảng giá trị ứng suất biến dạng dài tương ñối ñược thể Hình 4.11 Bảng thiết lập thông số cho phép thư kéo Footer Page 11 of 126 Hình 4.13 Bảng giá trị lực ñộ giãn cửa sổ bên tương tự bảng giá trị lực ñộ giãn - Thiết lập chế ñộ: Thiết lập ñường truyền Header Page 12 of 126 23 24 - Thiết lập chế ñộ: Các thông số (2.65) ta có: cho ñồ thị 2  ∂f   ∂f  λσ =  λP1  + +  λPm  =  ∂P1   ∂Pm  Một vài thông số hiển thị biểu ñồ bảng giá trị Trong ñó: ñược ñặt trước Các số liệu ñặt trước ñược tạo từ menu Thiết lập  ∂f  ∑  ∂P λPi  i =1  i  m λσ : ñộ xác giá trị ño gián tiếp σ λPi : ñộ xác giá trị ño trực tiếp thứ Pi Tại mục 4.3.1 ñã nghiên cứu kết luận sau sử dụng các chế ñộ: Các thông số cho ñồ thị cảm biến chương trình xử lý kết ño, sai số trực tiếp Khi chọn, xuất cửa sổ λPi nhỏ so với sử dụng phương pháp trước ñây Như vậy, kết sau: Hình 4.15 Bảng thiết lập giá trị cho ñồ thị 4.3 Các ưu ñiểm sử dụng chương trình 4.3.1 Kiểm ñịnh máy thử ñộ bền kéo nén Căn vào Tiêu chuẩn Việt Nam ĐLVN 49: 1999 , sau sử dụng chương trình xử lý số liệu với cảm biến ñã chọn, cảm biến CBES 2000 với ñộ phân giải 1/100 so với thiết bị thị lực cũ, thiết bị thử nghiệm kéo nén WP 300 ñã ñược kiểm ñịnh Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2/ Bộ Khoa học Công nghệ cuối ñộ xác giá trị ứng suất λσ xác nhiều so với phương pháp trước ñây 4.3.3 Ưu ñiểm chương trình - Modul ñược viết sở ngôn ngữ lập trình Visual Basic với thiết kế có giao diện ñẹp, ngôn ngữ hiển thị tiếng Việt hoàn toàn, bố trí chức hợp lí ñơn giản, ñó dễ sử dụng, chí ñối với người không sử dụng thành thạo máy vi tính thao tác dễ dàng - Tất liệu nhập vào kết suốt trình thí ñạt cấp xác 0,5 nghiệm ñều ñược lưu lại máy tính Điều giúp cho người sử 4.3.2 Xử lý kết ño Tín hiệu sau ñược truyền ñược tính toàn công thức nhằm xác ñịnh ñược ñường ñặc tính vật liệu Chỉ tiêu quan trọng xác ñịnh ñường ñặc tính ứng suất-biến dạng dài tương ñối σ = P F0 dụng dễ dàng quản lí kết ñã thí nghiệm Khi cần thiết chương trình tạo lại báo cáo kết hay xuất liệu phần mềm Access, Excel, Word - Một số kết ñược phần mềm cung cấp bao gồm: giới hạn bền, lực bền (Tensile strength, tension force), giới hạn chảy, lực ; MN/m chảy (yield strength, yield force), mô ñun ñàn hồi E-Module(E), biến dạng tương ñối (elogation) ño trực tiếp dụng cụ từ bên Các giá trị lực P ño ñược kết ño trực tiếp, hay ñược tự ñộng tính chương trình Trong suốt trình ñó, mục ñích chương trình xác ñịnh kết ño gián tiếp ứng thí nghiệm hay kiểm tra kết quả, chương trình hiển thị loại suất σ Theo mục 2.5 xử lý kết ño gián tiếp công thức Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 25 26 ñồ thị ứng suất-biến dạng, lực chuyển vị bảng giá trị ñi áp dụng ñề tài sau áp dụng toán xử lý kết ño kèm gián tiếp Đã tiến hành áp dụng máy thử nghiệm vật liệu vạn - Khi sử dụng chương trình xử lý số liệu với cảm biến ñã WP 300 ñang có Trung tâm Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất chọn loại sai số ảnh hưởng ñến kết thử nghiệm ñã ñược lượng 3/ Bộ Quốc ñạt ñộ xác cao Đã ñược kiểm ñịnh Trung loại bỏ cách ñáng kể Cụ thể như: ảnh hưởng ma sát ñến tâm kỹ thuật Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng 2/ Bộ KHCN ñồng hồ thị lực ñộ giãn; ảnh hưởng trình chuyển ñổi (QUATEST2) ñạt cấp xác 0,5 áp suất-lực; ảnh hưởng trình xử lý số liệu tay, b Những ñóng góp khoa học thực tiến luận văn - Sau sử dụng chương trình xử lý số liệu với cảm biến Đề tài góp phần việc thử nghiệm tính vật liệu ñã chọn, thiết bị thử nghiệm kéo nén WP 300 ñã ñược kiểm ñịnh với ñộ xác cao hơn, trình xử lí số liệu dễ dàng hơn, tiết Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2/ Bộ Khoa kiệm thời gian nâng cao hiệu suất lao ñộng, tiết kiệm kinh tế học Công nghệ ñạt cấp xác 0,5 trình nâng cấp thiết bị ño lường thử nghiệm có c Những hạn chế luận văn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận a Những nội dung ñã ñược giải luận văn Nghiên cứu tổng quan tính, tính vật liệu ñược biểu Mới nghiên cứu, tính toán áp dụng cho phép thử kéo nén, chưa mở rộng chương trình ñối với phép thử khác thử uốn, thử ñộ cứng vật liệu d Hướng nghiên cứu thị ñặc trưng học Nêu ñược phương pháp kiểm tra Tiếp tục nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng ñến trình thử tính vật liệu nguyên lý hoạt ñộng máy thử nghiệm kéo nén nghiệm vật liệu ñể từ ñó có biện pháp giảm ảnh hưởng vật liệu yếu tố ñó ñến kết thử nghiệm, nâng cao ñộ xác ñộ tin Nêu ñược phương pháp xử lý số liệu; dạng sai số xảy cậy kết Nghiên cứu, mở rộng ñể tiến hành phép thử nghiệm trình ño kiểm thông số chúng, sở ñó nêu uốn kiểm tra ñộ cứng vật liệu ñược công thức tính toán tham số ñó phương pháp khử Kiến nghị sai số Nắm ñược toán xử lý kết ño gián tiếp Các loại cảm biến ño lường thiết bị ño cho ñộ cao, Lựa chọn thiết bị ño (cảm biến) tính toán ñể chế tạo cần ñược ứng dụng nhiều ño lường, thử nghiệm sản xuất khuyếch ñại tín hiệu, chuyển ñổi tín hiệu ADC Xây dựng chương khí Cần nghiên cứu ñể có ứng dụng mang tính thực tiễn, áp trình tính toán, xử lý tín hiệu, trích xuất kết chương trình dụng trực tiếp vào trình công tác ñơn vị, sở sản ñược viết ngôn ngữ lập trình Visual Basic xuất, nghiên cứu, giảng dạy, v.v Đánh giá kết ñã ñạt ñược việc so sánh kết trước Footer Page 13 of 126  ... ghép nối máy tính dài khả kết nối máy tính thiết bị ñể tiến hành xây Chương Xây dựng phần mềm xử lý số liệu dựng phần mềm xử lý số liệu máy thử nghiệm kéo nén vật liệu Kết luận hướng phát triển... học vật liệu 1.3 Nguyên lý hoạt ñộng máy kéo nén 1.2.1 Thí nghiệm kéo Các máy thí nghiệm kéo nén nước Thí nghiệm kéo vật liệu ñược tiến hành máy sinh lực, ta chủ yếu làm việc theo gọi máy kéo, nén. .. nghệ Việt Nam ñến năm 2020” lĩnh vực Công Từ sở trên, ñề xuất ñề tài mang tên: Nghiên cứu, nghệ tự ñộng hóa ñiện tử ñã nhấn mạnh: “… Thiết kế, xây xây dựng hệ thống tự ñộng xử lý số liệu máy thử