книги / Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований

4. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ, СБОРА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Основными программными средствами управления, сбора и обработки данных на универсальных испытательных системах фирмы Instron являются такие программные продукты, как Console, обеспечивающий взаимодействие между испытательной машиной, контроллером и дополнительным программным обеспечением, Bluehill 2, ориентированный в основном на стандартные квазистатические испытания по ASTM, ISO, DIN и ГОСТ, обладающий встроенными функциями автоматического расчета основных механических характеристик, и WaveMatrix, ориентированный на динамические, циклические испытания со сложными режимами нагружения, поддерживающий работу нагружающей системы по нескольким осям. Каждая из этих программ имеет похожий интерфейс, но внутренняя структура и принципы использования для проведения испытаний различны. Рассмотрим подробнее особенности каждой программы.

4.1. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ

Instron Console – это основное программное обеспечение, обеспечивающее взаимодействие оператора с испытательной системой. Оно предоставляет все функции коммуникации между контроллером, испытательной машиной и прикладным программным обеспечением для подготовки и управления испытанием.

В зависимости от серии испытательной системы возможно использование различных версий программного обеспечения. Во взаимодействии с контроллером Console обеспечивает пол-

102

ную функциональность при настройке системы и дополнительных датчиков, а также позволяет:

–устанавливать и калибровать все датчики испытательной системы (датчики нагрузки, экстензометры), используемые в испытаниях;

–устанавливатьсвойствасистемыиподключенныхдатчиков;

–настраивать и задавать ограничения по всем каналам датчиков испытательной системы;

–настраивать и запускать циклические и линейно-изменя- ющиеся формы сигналов;

–выполнять мониторинг сигналов датчиков и выводить счетчики на экраны в реальном времени;

–контролировать полную информацию о состоянии испытательной системы.

Нарис. 4.1 представленобщийвидэкранапрограммыConsole.

Рис. 4.1. Общий вид экрана Console: 1 – панель инструментов, 2 – кнопка открытия меню устройства, 3 – панель управления формой волны сигнала, 4 – счетчики отображения показаний датчиков, 5 – кнопка аварийного останова

103

На панели инструментов 1 расположены кнопки настройки датчиков 2 и кнопки управления испытательной системой 3, в верхней части окна расположены счетчики отображения показаний датчиков в режиме реального времени. Также на панели инструментов находится кнопка аварийного останова испытательной системы 5.

При наведении курсора на кнопку настройки датчиков появляется окно с общей информацией о состоянии датчиков и установленных ограничениях, приведенное на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Информационное окно состояния системы и установленных ограничений

При нажатии на кнопку настройки датчиков открывается диалоговое окно настройки свойств и параметров датчиков системы и установки ограничений. Диалоговое окно представлено на рис. 4.3.

Посредством вкладок представленного диалогового окна настраиваются все необходимые параметры и свойства испытательной системы для проведения испытаний.

Кнопки управления на панели инструментов позволяют задавать простые законы формы сигнала, такие как перемещение в заданную точку (по любому управляющему датчику системы), задание линейно изменяющегося сигнала и циклического сигнала, изменяющегося по различным законам (синус, треугольник, прямоугольник) с заданными параметрами. Простые

104

формы сигнала применяются для прогрева системы и настройки перед испытанием.

Рис. 4.3. Диалоговое окно настройки параметров датчиков испытательной системы: 1 – область отображения подключенных датчиков, 2 – панель выбора датчиков и параметров настройки, 3 – область отображения текущих параметров

Расположенные в верхней части окна счетчики отображают показания датчиков испытательной системы в режиме реального времени. При этом возможно отображение текущего, максимального, минимального, среднего значения параметра, а также частоты изменения значений и числа циклов, что способствует постоянному и удобному наблюдению за процессом различных испытаний.

105

4.2. ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ BLUEHILL 2

Программное обеспечение Bluehill 2 представляет собой интегрированный модуль, позволяющий решать разнообразные практические задачи, связанные с настройкой метода испытания, проведением экспериментов и определением механических свойств материалов.

Для проведения экспериментов с использованием данного программного обеспечения необходимо выполнение следующих основных этапов:

–создание и настройка метода испытания;

–проведение испытания;

–обработка результатов испытания.

На рис. 4.4 представлено основное диалоговое окно программы Bluehill 2, которое содержит следующие ключевые вкладки: «Испытание», «Метод» и «Отчет».

Рис. 4.4. Окно программного обеспечения Bluehill 2

106

–параметры управления испытанием: приложение предварительной нагрузки, задание параметров нагружения или деформирования, критерии окончания испытания;

–параметры расчетов (например, вычисление модуля Юнга, предела прочности, предельной деформации, коэффициента Пуассона);

–параметры сбора данных в процессе испытания (частота, диапазон сбора данных по времени, нагрузке, деформации);

–планировку и настройку испытательного пространства для удобства наблюдения и контроля за процессом проведения испытания (отображение процесса выполнения эксперимента в виде графиков, вывод данных расчетов в виде таблиц);

–настройки параметров сохранения массивов необработанных данных для использования в расчетах после проведения испытания;

–данные, используемые для формирования отчета.

После задания и редактирования всех параметров созданный метод испытания может быть сохранен для дальнейшего использования.

Вкладка «Отчет» в основном окне программы позволяет настроить параметры отчета, доступного после проведения испытаний. Отчет содержит основную информацию о параметрах

ирезультатах проведенного эксперимента.

4.3.ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

WAVEMATRIX

Прикладное программное обеспечение WaveMatrix предназначено для проведения широкого спектра испытаний и позволяет проводить как простые эксперименты, такие как одноосное растяжение, так и более сложные испытания материалов в условиях сложного напряженного состояния при растяжении с кручением. Данное программное обеспечение дает возмож-

108

ность настраивать метод испытания, запускать испытания по заданному методу и собирать данные для широкого ряда динамических и квазистатических испытаний материалов.

Для выполнения настройки испытания в программном обеспечении WaveMatrix выполняется ряд шагов, которые определяют тип сигнала нагружения, действия по нагружению, регистрации, расчетам, которые необходимо выполнить, а также их последовательность. Для построения комплексных сценариев испытаний шаги могут быть сгруппированы или циклически повторяться.

Результаты экспериментов в процессе испытаний могут сохраняться непрерывно или периодически в формате электронных таблиц, допускающих использование в других программах для отображения и анализа. Графики в реальном времени, информация о текущем состоянии и процессе выполнения испытания постоянно выводятся на экран компьютера. Непрерывная скорость сбора и обработки данных достигает 5 кГц и синхронизирована со всеми устройствами Instron.

WaveMatrix разработан для работы с динамическими одно- и многоосевыми испытательными системами Instron и предусматривает совместное использование с программой Console.

На рис. 4.6 представлен общий вид основного окна программного обеспечения WaveMatrix.

При создании метода испытания весь процесс нагружения образца можно разделить на большое количество шагов в соответствии с рис. 4.7.

На каждом шаге можно задавать индивидуальную форму сигнала для каждой оси. На любом шаге нагружение может быть задано управление по положению, нагрузке или деформации, полученной как по измерениям встроенных датчиков, так и по данным экстензометра. Переход от одного шага к другому возможно задавать в виде условия, например, достижения значения нагрузки, перемещения, деформации или времени. Простое пошаговое создание метода испытаний позволяет обеспечить

109