智能计算测量系统的设计及应用

　　0　引言

　　对于航空发动机而言,叶片材料的蠕变性能是其使用可靠性最重要的性能指标之一[1]。蠕变试验过程的全自动化控制,对试验测试结果的准确性有很大的影响。尤其是完成加载后蠕变初始弹性变形和初始塑性变形计算的准确性和蠕变第三阶段颈缩加速断裂时变形采集的频率等,对测试结果的准确性有直接影响。北京航空材料研究院开展发动机用材料高温蠕变试验已有50多年,其蠕变测试技术在长期的实践中不断地进步,蠕变塑性延伸率的计算方法更科学,计算结果也更准确,从最初机械式蠕变试验机的直接卸载记录计算,到后来的分级加载计算[2-3],发展到现在的电子式试验机连续加载智能计算;变形量的采集从最初的手动记录转变为现在的计算机全自动化采集,因此,有必要深入探讨蠕变试验过程的全自动化控制,加载完成时初始弹性变形和初始塑性变形的智能计算方法和变形量自动采集系统的设计与应用。

　　1　蠕变智能计算测量系统的设计

　　1.1　蠕变智能计算测量系统的设计要求

　　根据试验需求,同一根蠕变试样要求在试验过程中测试0. 1%、0. 2%、0. 5%等变形量特殊点的寿命和35、50、100 h等时间特殊点的残余伸长率,这就要求设计软件在加载完成后对加力过程中产生的塑性变形大小进行判断计算,并自动计算出初始弹性变形延伸率、初始塑性延伸率和初始总变形延伸率的大小,用以计算设定其他测量控制参数;能够实现根据变形记录时间和根据时间记录变形的功能;能够实时绘制蠕变变形-时间曲线,实时查看试验过程的变形采集情况;能够记录试验同轴度,确保试验装夹符合试验方法要求。

　　1.2　用户界面设计

　　用户界面设计简洁,操作简单。用户界面主要包括:“联机”、“通讯设置”、“试样参数录入”、“横梁控制”、“控制显示”、“停止报警声”、“交班登记”、“开始试验”等功能键,通过这些功能键可对试验机发送相应的控制指令或保存某些试验信息;还包括“试验机台号显示区”、“状态信息显示区”和“校正同轴度记录”,这些显示区可以查看相应试验机的试验状态信息,记录试验过程的同轴度。

　　1.3　蠕变试验控制参数的设置

　　在控制软件的主界面选择好试验机后,双击相应的试验机台号,自动弹出控制参数设置对话框,进行各种控制参数的设置;在试验参数和控制参数项里可设定试验控制方式、试验结束方式、试验加载速度、试验力值、试验时间、试验步骤、试验结束条件和试验保护条件;在试验曲线项可以选择曲线类型;在变形特殊点和时间特殊点项里可设置特殊采样点。