材料是用來制造器件發力、構(gòu)件和其它可供使用物質(zhì)的總稱意料之外，是人類生產(chǎn)生活必須的物質(zhì)基礎(chǔ)必然趨勢。強(qiáng)度是材料的基本力學(xué)性質(zhì)之一，是結(jié)構(gòu)材料最為重要的性能指標(biāo)精準調控。強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力效高，是材料破壞時(shí)所吸收的能量和其有效截面積的比值建設應用。材料承受不同的外力便有不同的強(qiáng)度，如抗拉強(qiáng)度廣度和深度、抗壓強(qiáng)度應用的因素之一、抗彎強(qiáng)度等。
擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)實(shí)拍
材料對于沖擊荷載的抵抗能力稱為抗沖擊強(qiáng)度或沖擊強(qiáng)度日漸深入。根據(jù)沖擊荷載的方向不同奮勇向前，分為沖擊抗拉、沖擊抗壓和沖擊抗彎三類預期。材料的沖擊強(qiáng)度使用沖擊試驗(yàn)機(jī)測量豐富。本文所論述的沖擊試驗(yàn)機(jī)為抗彎沖擊試驗(yàn)機(jī)。
1.擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的工作原理擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)主要由基座顯示、機(jī)身善於監督、擺錘、夾具和顯示操作面板組成豐富內涵。其機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示數據。
圖1：擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖
擺動軸擺錘S沖擊刀刃夾具（a）側(cè)視圖（b）正視圖擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)利用擺錘的圓周運(yùn)動將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，并在擺錘運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)將試件沖斷就能壓製。根據(jù)能量守恒原理邁出了重要的一步，擺錘在沖斷試件前后所具有的能量的差值即為試件所吸收的能量（不計(jì)摩擦損失）。如能測量此差值即可得知試件吸收的能量發揮，并進(jìn)而計(jì)算出試件的強(qiáng)度H品牌。
2.擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)控制器硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的基本功能要求，該試驗(yàn)機(jī)的控制器主要由主控CPU設施、角度檢測模塊節點、鍵控顯示模塊、信息指示模塊要求、通信及打印模塊、存儲器擴(kuò)展模塊和電源模塊共7個(gè)部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示開放以來。
圖2：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
主控CPU為MCS-51兼容單片機(jī)等形式，負(fù)責(zé)計(jì)算角度、檢測擺錘最高點(diǎn)組合運用、計(jì)算試件的吸收能量和試件強(qiáng)度高效、顯示控制、打印控制基礎、通信控制領域、存儲和讀取數(shù)據(jù)等操作H.選用華邦（winbond）公司生產(chǎn)的W78E54C型單片機(jī)。該款單片機(jī)采用MCS-51架構(gòu)擴大公共數據，完全兼容51指令集，其40管腳DIP封裝與8051管腳完全兼容0.角度檢測模塊由光電編碼器體系流動性、555定時(shí)器、D基金項(xiàng)目：北京市教委科技發(fā)展計(jì)劃面上項(xiàng)目（KM200610009005）觸發(fā)器和邏輯門電路組成深度，負(fù)責(zé)將擺錘的擺動信息轉(zhuǎn)換為脈沖序列送入單片機(jī)的計(jì)數(shù)器助力各行。角度檢測的設(shè)計(jì)思路是應(yīng)用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器功能，通過計(jì)數(shù)器對編碼器輸出的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)帶來全新智能，讀取計(jì)數(shù)器的值計(jì)算擺錘的擺動角度互動互補，從而實(shí)現(xiàn)對角度的檢測。
鍵控顯示模塊由八段數(shù)碼管自主研發、按鍵和鍵盤顯示管理芯片組成力度，負(fù)責(zé)按鍵檢測和顯示數(shù)據(jù)。由于按鍵個(gè)數(shù)和數(shù)碼管個(gè)數(shù)都較多意向，所以不適合直接用單片機(jī)控制持續發展，應(yīng)使用專用的按鍵顯示控制芯片，以簡化電路和程序系統性。本系統(tǒng)使用CH451數(shù)碼管驅(qū)動和鍵盤控制專用芯片合作。CH451采用+5V供電，可以直接驅(qū)動8位共陰數(shù)碼管損耗，具有閃爍控制勇探新路、字?jǐn)?shù)據(jù)左移、字?jǐn)?shù)據(jù)右移功能形式；支持8x8按鍵掃描擴大，內(nèi)置按鍵消抖功能，按鍵中斷時(shí)低電平為有效輸出傳遞；4線高速串行輸出方便與單片機(jī)接口讓人糾結。
信息指示模塊由發(fā)光二極管和隔離芯片組成，負(fù)責(zé)指示電源和數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的單位實事求是，所有指示燈均采用發(fā)光二極管自動化方案。每個(gè)數(shù)據(jù)單位指示燈由一個(gè)單片機(jī)引腳控制行動力。為減小單片機(jī)負(fù)載并將單片機(jī)和輸出電路隔離影響力範圍，所有數(shù)據(jù)單位指示燈均采用集電極開路的與門驅(qū)動。
通信及打印模塊采用RS~232串行口約定管轄，負(fù)責(zé)與上位機(jī)通信或向打印機(jī)發(fā)送打印數(shù)據(jù)雙向互動。通過該接口，控制器接收上位機(jī)發(fā)送的命令和數(shù)據(jù)新創新即將到來，并執(zhí)行相應(yīng)的操作生產效率。也可以通過該接口向打印機(jī)發(fā)送打印數(shù)據(jù)。上位機(jī)通信是在試驗(yàn)機(jī)出廠時(shí)向EEP-ROM中寫數(shù)據(jù)時(shí)使用設計能力，而打印功能是在用戶試驗(yàn)時(shí)使用更合理，所以打印機(jī)和上位機(jī)通信可以共用一個(gè)串行口有序推進。
存儲器模塊為非易失性可讀寫存儲器，負(fù)責(zé)存儲試驗(yàn)機(jī)參數(shù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯著。華邦W78E54C單片機(jī)內(nèi)部沒有在線可讀寫非易失性存儲器深入開展，所以需要進(jìn)行外部擴(kuò)展，存儲器芯片選用兩片Atmel公司的EEPROM芯片AT24C16需求，它具有2KB的存儲容量，標(biāo)準(zhǔn)I2C總線接口，可擦寫100萬次各方面，滿足使用要求堅定不移。
電源模塊由變壓、整流和濾波等基本電路組成占，負(fù)責(zé)整個(gè)控制器的供電技術的開發。為方便用戶，使用市電供電更讓我明白了。系統(tǒng)采用耀華德昌公司生產(chǎn)的PE41174型變壓器研學體驗，電路板焊接式真空環(huán)氧灌裝，單端7.5V輸出提供深度撮合服務，輸出功率5VA.使用整流橋?qū)⒔涣?. 5V整流后送7805穩(wěn)壓芯片深刻內涵，經(jīng)穩(wěn)壓后+ 5V輸出。為消除電源干擾最為突出，在電源正負(fù)極之間接去耦電容逐步改善，并在每個(gè)芯片的電源和地之間并接0.1uF的去耦電容。
3.擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)控制器軟件設(shè)計(jì)
3.1開發(fā)語言及開發(fā)環(huán)境
本控制器功能較多，程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜落實落細，不適宜用匯編語言開發(fā)。且控制器對實(shí)時(shí)性要求不高簡單化，所以全部代碼均使用C語言書寫實現了超越。相對于匯編語言，C51可靠性高開拓創新，可移植性好確定性，程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好去完善，開發(fā)周期短意料之外，開發(fā)成本相對較低。開發(fā)環(huán)境使用KeilC51設備，KeilC51公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)橋梁作用。它提供了豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具uVision3。
3.2設(shè)計(jì)思路
本控制器軟件最為關(guān)鍵的部分是擺錘最高點(diǎn)檢測，只有可靠檢測到最高點(diǎn)講故事，其它功能才有意義單產提升。因?yàn)榻嵌葯z測是使用計(jì)數(shù)器完成的，所以最高點(diǎn)檢測只能在主程序中通過掃描計(jì)數(shù)器的值完成置之不顧。為保證掃描速度的方法，在做最高點(diǎn)檢測時(shí)應(yīng)先暫時(shí)關(guān)閉其它功能，包括按鍵方法、顯示和所有中斷生產創效。
在計(jì)算擺錘角度、試件吸收能量和試件強(qiáng)度時(shí)進行探討，要用到浮點(diǎn)數(shù)緊密協作，而且要計(jì)算三角函數(shù)值。試驗(yàn)機(jī)對控制器的運(yùn)算速度要求不高管理，且RAM空間夠用，所以可以使用KeilC51提供的庫函數(shù)直接進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。
在主程序循環(huán)中切實把製度，首先判斷是否正在試驗(yàn)（按下落錘鍵）優化上下，如正在試驗(yàn)則只開啟最高點(diǎn)檢測功能，其它所有功能和所有中斷均被關(guān)閉最新。試驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉最高點(diǎn)檢測發揮重要作用，開啟其它功能和所有中斷。這里的其它功能包括：處理上位機(jī)命令模樣、打印設施、實(shí)時(shí)顯示擺錘角度和按鍵管理。在主程序中不刷新顯示快速增長，顯示只在需要（顯示數(shù)據(jù)變更）時(shí)刷新要求。主程序流程圖如圖3所示。
圖3：主程序流程圖
3.3角度測量
由于系統(tǒng)所用編碼器為增量式編碼器通過活化，所以在檢測角度前應(yīng)先設(shè)置位置開放以來。在位置將兩個(gè)計(jì)數(shù)器清零，在擺錘偏離位置時(shí)防控，兩計(jì)數(shù)器中的數(shù)值差即可表示擺錘的擺動角度組合運用。每個(gè)脈沖代表的角度k為360算，該差值乘以k即為擺錘相對于位置的角度穩步前行。在計(jì)算試件吸收能量和試件強(qiáng)度時(shí)至關重要，角度值不區(qū)分正負(fù)，一律取絕對值指導。
3.4最高點(diǎn)檢測
將兩計(jì)數(shù)器的差值表示為有符號整型數(shù)d則d的符號表示了擺錘相對于點(diǎn)的位置，的變化則表示了擺錘的運(yùn)動方向。
設(shè)擺錘已擺至最高點(diǎn)服務品質，程序已檢測到d第1次減小并記錄了d'傳遞，并且在其后的n次之內(nèi)出現(xiàn)了干擾，T計(jì)數(shù)增加過程，d變大的發生，此時(shí)程序不丟棄所記錄的d'，而是比較本次檢測的d值和已記錄的d'的大小進一步完善，將二者中大的作為新的d'相結合，并重新開始計(jì)數(shù)。如此影響，雖然重新開始檢測最高點(diǎn)相關性，但不會錯記最高點(diǎn)的d值，不會出現(xiàn)誤判製高點項目。
在檢測到最高點(diǎn)后的必然要求，需要保存擺錘在最高點(diǎn)的角度值，以備計(jì)算時(shí)使用物聯與互聯。本試驗(yàn)機(jī)一次最多允許做15個(gè)試樣狀況，所以需要記錄15個(gè)數(shù)據(jù)。角度值是浮點(diǎn)型變量取得了一定進展，占用4B的空間長遠所需。最高點(diǎn)檢測程序流程圖如圖4所示。
圖4：最高點(diǎn)檢測程序流程圖
3.5通信程序設(shè)計(jì)
根據(jù)用戶需要擴大，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以上傳至上位計(jì)算機(jī)不斷發展，以打印正式試驗(yàn)報(bào)告，或存入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)拓展應用，以便對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析非常重要、管理。
通信控制程序負(fù)責(zé)接收自動化方案、執(zhí)行上位機(jī)命令行動力。
所有上位機(jī)命令均占1B，但有的命令帶有操作數(shù)空間廣闊，有的沒有操作數(shù)落到實處。
通信控制程序接收到上位機(jī)發(fā)送的命令后，首先對命令進(jìn)行分析，如果不帶操作數(shù)營造一處，則執(zhí)行命令，如果帶有操作數(shù)線上線下，則將操作數(shù)長度寫入操作數(shù)接收計(jì)數(shù)器保供，并等待數(shù)據(jù)接受完成，待數(shù)據(jù)接收完成后執(zhí)行命令。
通信控制程序流程圖如圖5所示技術創新。
圖5：串口中斷服務(wù)流程圖
4.總結(jié)
經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試醒悟，控制器實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的預(yù)定功能。能夠自動落錘生產體系，試驗(yàn)后自動計(jì)算新模式、顯示試件吸收的能量；通過按鍵查詢擺錘升角高質量、試件吸收能量和試件強(qiáng)度應用情況；進(jìn)行錯誤提示；正確顯示試驗(yàn)結(jié)果并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；正確打印試驗(yàn)結(jié)果也逐步提升；正常與上位機(jī)通信，運(yùn)行穩(wěn)定參與水平、性能良好講理論。
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2018-12-22 瀏覽：