材料试验系统

用于材料试验的系统

材料试验系统是一种用于材料试验的系统。

用途

材料试验系统能够通过压缩、拉伸以及动态波形等加载方式，在实验室内按照各种试验方法和标准来测试沥青混合料、无粘结路面材料或水泥混凝土等材料的力学性能和疲劳性能。

系统特点

坚固的2柱式加载架

双向作用伺服液压作动器

高性能伺服阀令正弦加载频率高达70 Hz

横梁高度液压调节，液压自动夹紧

可调高/低液压控制

可选适用于各种试验方法的夹具

一体化采集与控制功能，采样频率高达5Hz

能够扩展至8个控制轴和32个采集通道

高达20位的自适应数据采集

标准化模拟通道输出使得传感器可以接入任意通道

标准

间接拉伸模量：AASHTO TP31-94、ASTM D4123、EN 12697-26C

间接拉伸疲劳：EN 12697-24E

间接拉伸蠕变柔量和强度：AASHTO TP9、 AASHTO T322

动态模量： NCHRP 9-19和NCHRP 9-29、 AASHTO TP79、 AASHTO TP62

永久变形（静态或动态轴向蠕变）：NCHRP 9-19和NCHRP 9-29、 EN 12697-25

无粘结材料回弹模量：AASHTO TP46 、AASHTO T307

4点弯曲小梁疲劳试验：AASHTO TP8、AASHTO T321、EN 12697-24

TSRST约束试件温度应力试验： AASHTO TP10

沥青混合料单轴压缩试验（圆柱体法）： T 0713-2000

通用应力－应变试验：由用户自己设定应力/应变加载和试验终止条件，可进行例如沥青混合料的马歇尔稳定度试验，劈裂试验以及三点弯曲试验等；

用户可编程试验：用户可可自行开发和设计相应的试验，最大程度满足客户的试验需求，为用户提供最大的灵活性和自由度。

注：要完成以上相应的试验要配置对应的夹具与传感器等配件

构成

材料试验系统基本系统包括：加载架、液压泵、液压分流器、温控箱、IMACS控制和数据采集系统、试验组件、UTS试验软件。

1。加载架：

· 2柱式设计，最大荷载 100 kN

·柱间距：565mm

·有效空间：1000mm

·配备液压提升油缸，可对横梁进行高度调节

·横梁自动液压夹紧

·顶部加载，最大行程100 mm，内置位移传感器，精度：＜0.5%（未经线性化）

·荷载传感器量程：±100kN，精度：＜0.05%（未经线性化）

【基本组成】：

液压作动器，等截面积类型，配备摩擦小、寿命长的轴承和密封；

伺服阀，高度响应直接驱动伺服阀；

内置位移传感器，置于伺服作动器内可以精确的位移测量和控制，并提高可靠度；

荷载传感器；

横梁，高级6061铝做成的，保证轻质并具有最佳的硬度；

立柱，高级钢制成，保证较高的刚度，硬铬合金镀层防止锈蚀和长的使用寿命；

横梁夹紧功能，使操作更方便和安全；

液压提升油缸，可对横梁高度进行调整。

2. 液压泵

·工作压力： 210bar；

·功率： 7.5 kW；

·电源： 380-415 V, 50 Hz，3相；

·流速： 18升/分钟；

· 3mm回流油过滤；

·使用循环水冷却（需要流量为5～10升/分钟的20℃冷却水）；

·噪声：小于70db（2m内）

3. 液压分流器

·4升液压蓄力器具有140Bar预加压能力；

3mm供压油过滤；

·高/低压可选；

·低压可调：10～210 Bar；

4. 温控箱

·温度范围：-15～+60℃（标准）；注：可根据客户需求扩展，最大可达到-40～+100℃

·温度稳定度：± 0.2℃；

·电源：220V，15A，50Hz。

内部尺寸：宽450mm×深590mm×高900mm

5. IMACS控制和数据采集系统

IMACS控制和数据采集系统，与传统的在电脑中插卡方法截然不同之处在于其控制和数据采集功能完全一体化，对于高速实时控制系统来说这一点非常重要，因为这类系统通常要求对信号波形、加载和数据采集都要有非常精确的定时控制。

为实现这一点，在IMACS控制器内配置了一个高速信号处理单元，处理单元可以提供所有必要的控制特性和波形产生功能。这一点和数据采集功能是同步的，所有的传感器读数恰好在相同时间内平行进行。.

另外一个显著的使用特点是IMACS能够生成任意所需要的波形。不仅所有常规波形，如正弦波、半正弦波、方波、斜波、三角波等等很容易得到，而且用户可以通过自定义512点来输入任意波形。

必要时，可以将IMACS控制和数据采集系统从一台电脑换到另外一台上，简单快捷，而不需要对采集卡进行转移和安装。

5.1系统特点

- 为所有IPC试验机的提供实时电脑控制

- 综合的通道采集和控制功能，速度达到5kHz

- 可扩展至8个控制轴和32个采集通道

- 达到20位的自适应（auto-ranging）数据采集

- 标准化模拟通道输入实现任意传感器可以接入到任意通道。

- 可选软件噪声过滤

5.2技术规格：

·采集速率可达到5 kHz；

·具有8个采集通道（标配），可扩展至32个

· 2轴伺服控制（标配），可扩展至8个；

· 20位的自适应（Auto-ranging）数据采集；

·模拟输入，软件可选：×1, ×4, ×16, 或自动增益；

·除了可以输入正弦波、半正弦波、方波、三角波，用户还可以通过自定义512点来输入任意波形；

· RS 232 通信端口，传输速度：115 kb/s；USB通信端口，传输速度：10M/s；

6．试验组件

IPC公司制造的系统具有一个重要特点，就是所有的传感器都不限定于IMACS控制器内部的特定信号调节通道。实际上，传感器不需要限定于在某一特定的IMACS控制器上使用。这是通过对所有的传感器进行“标准化”来实现的。即调节传感器，使它们与信号调节器具有同样的输入电压范围。为了实现这个，在传感器电缆内接入了信号调节模块，由此提供所需的放大和匹配的过滤，将每个传感器转换至标准输出水平。信号调节器的电压由IMACS控制器提供。

这种标准化方法的另外一个显著优势在于所有的传感器的标定和更换均可以独立于IMACS控制器以满足特定的要求。传感器技术是不断发展的，一旦需要替换更加新型的和精确的传感器，也就可以随时进行，而不需要对IMACS做任何的内部修改。

6.1间接拉伸试验组件:

6.2 动态模量试验组件：

6.3 永久变形（蠕变）/单轴压缩试验组件：

6.4 无粘结材料回弹模量试验组件：

6.5 四点弯曲小梁疲劳试验组件：

6.6 约束试件温度应力试验组件

7. UTS试验软件

UTS试验软件用户界面友好，使用菜单驱动。操作方面，系统从试验中依附于试件的传感器处采集动态数据，然后在电脑上实时显示应力-应变或应力/应变-时间的曲线（取决于每一试验类型和功能模式）

加载等级和加载次序由操作者在每一个试验程序里面预先设置好。这使得操作者可以根据试验过程的不同阶段选择最大的位移，力和应变限制。

像其他ASCII数据文件一样，为了输出到电子制表软件程序，UTS软件同样提供了在二进制格式里面存档试验数据的功能。每当做完一个试验，会自动生成一个二进制文件，并与完成的制定试验唯一对应。该二进制文件记录了试验的每一个细节，包括设置、加载参数、试件和传感器标定细节，以及大多数情况下用于观察动态性能的传感器信号瞬态图。二进制文件可以在任何一台电脑上加载，回放试验过程中的数据，生成一个ASCII数据文件，或者生成打印报告。文件甚至可以通过email发给其他人，让他们浏览试验结果，就好像由他们亲自完成了该试验一样。对于需要远在异地的其他人帮忙解决试验中的问题这个功能尤其有用。

UTS软件有系统地使用了模板文件，这些文件存储了配置数据和设置参数。模板文件可以通过配置从而符合某些标准试验方法或标准试件尺寸，这样操作者就不用在每一次试验开始之前都重新输入相同的数据。这样，研究人员或试验室管理者也能够建立完整的试验体系，以便让普通的操作人员遵循。

7.1软件特点：

- 提供全面的试验和报告功能

- 实时数据图表显示

- 传感器分配和管理

- 适用于沥青和非结合颗粒材料的广泛应用软件

- 动态传感器水平显示

- 独特的传感器分配图

- 软件可选传感器标定及线性化

- 可配置的传感器水平显示屏

- 用户自定义试验模块，简化试验步骤

- 用户可选试验终止条件