新型立式铸造型砂五强度测试仪的研制

摘要

强度是型砂重要的力学性能指标之一。目前对型砂强度的测试多采用卧式万能液压强度测试仪。由于卧式液压强度测试仪采用液压油、手动摇动转轮的方式进行加载，并用液压油表显示测量结果，因此存在：①油压表显示结果有限、显示过程不直观；②试验过程中，由于手动加载过程不稳定和空载进程摩擦力大，使得数据的重复性差；③液压油易于渗漏，污染测试仪和型砂砂样等突出缺点。
　　针对上述情况，本文研发了一种新型立式铸造型砂五强度测试仪，可用于检测型砂的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗弯强度以及抗劈裂强度等五种强度。本测试仪是基于实际情况和实验的需要，以型砂微变形理论为基础，根据2009年颁布的最新国标GB/T2684-2009中型砂强度测试标准进行开发和研制的。本测试仪采用计算机控制下的直线电动推杆对标准砂样均匀加载，通过高精度拉压力传感器实现加载力（0~3000 N）的精确实时测量，并由高精度直线位移传感器实现砂样位移量变化值的实时测量，最终由计算机记录测量结果，并实时曲线绘制。通过更换可换式型砂强度测量压头，可实现型砂抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗弯强度和抗劈裂强度五种参数的测量。
　　本测试仪采用立式结构设计，机械装置部分主要由安装框架、平衡板、接砂斗、导向杆、压力传感器、直线位移传感器、直线电动推杆、可换压头组件等构成。硬件系统以 ADAM模块为核心，主要包括稳压直流电源、压力传感器、位移传感器、信号调理器、ADAM4117模块、ADAM4520模块、ADAM4050模块、继电器板、电动推杆、计算机等。基于 VB6.0编写本测试仪的测控系统软件，建立了人机交换界面，实现砂样加载受力过程的数据采集、显示、保存等功能，并能够自动绘制压力-时间、位移-时间实时曲线。
　　最后，利用研制的立式铸造型砂五强度测试仪和传统卧式强度测试仪，针对粘土砂和树脂砂进行了测试试验，测试标准砂样的抗压强度、抗剪强度、抗劈裂强度和抗拉强度。对比结果表明，本测试仪测试出来的抗压强度值、抗剪强度值和抗劈裂强度值误差比液压万能强度仪测试出来的强度值的误差都小，这说明，就抗压强度、抗剪强度和抗劈裂强度型砂性能参数检测而言，本测试仪明显优于万能液压强度仪，与其相比，本测试仪测试精度高、稳定性好、操作方便。

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第1章 绪论

1.1课题研究的目的与意义

1.2型砂强度检测技术研究现状

1.3课题主要研究内容

第2章 立式铸造型砂五强度测试仪结构和硬件设计

2.1测试仪的总体机械结构设计

2.2可换压头设计

2.3压头座设计

2.4传感器与电动推杆选择

2.5测试仪硬件系统设计

2.6测试仪的主要技术指标

2.7本章小结

第3章 立式铸造型砂五强度测试仪的软件系统设计

3.1软件系统总体设计

3.2软件系统程序设计

3.3 ADAM模块关键代码介绍

3.4本章小结

第4章 立式铸造型砂五强度测试仪的应用

4.1立式铸造型砂测试仪的调试

4.2型砂强度测试试验

4.3测试仪实测结果

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢