多功能热力模拟实验机的研制与应用

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1、多功能热力模拟实验机的研制与应用11111骆宗安，苏海龙，张殿华，王国栋，刘相华(1.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110004)摘要：经多年的努力，成功研制出具有自主知识产权、系列化的多功能热力模拟实验机：MMS-100、MMS-200热力模拟实验机，实现了全部数字控制，填补了国内空白；介绍了该设备的特点、主要性能参数、人机界面及测得的试验曲线等内容；经长时间运行，设备性能稳定可靠，该热力模拟实验机的研制与应用为金属材料实验研究提供了一种新的物理模拟手段。关键词：热力模拟实验机；多功能试验；性能参数；人机界面；试验曲线中图分类号：TH871D

2、evelopmentandApplicationofNewThermo-mechamicalSimulator11121LUOZong-an,SUHai-long,ZHANGDian-hua,WANGGuo-dong,LIUXiang-hua(1.StateKeyLaboratoryofRollingandAutomation,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China)Abstract:MMS-100andMMS-200thermo-mechanicalsimulatorweredevelopedsuccessfully

3、,whichisthefirstonemadeinChinawithmultifunctionaltestsandnumericalcontrol.Thefunctionofthemachine,mainperformanceparameters,man-machineinterfaceandexperimentalcurvesareshowninthepaper.Thesimulatorhasbeenrunningforalongtimeverywellwithwhichanewmeansofphysicalsimulationcanbefulfilled.Key

4、words:simulator;multifunctionaltests;performanceparameters;man-machineinterface;experimentalcurve1前言热力模拟实验机已经被广泛应用于钢铁材料的研究中，特别是在提高钢铁产品性能及新品种、新工艺的开发等诸多方面正发挥着越来越重要的作用，现代钢铁材料的研究离不开热[1,2]力模拟实验机的研究手段。目前国际上在材料热变形加工领域应用较广泛的物理模拟试验设备主要由美国动态系统(DSI)等公司的产品所垄断，我国过去无法生产热力模拟实验机，不得不依赖于引进；由于引进价格非常昂贵，一些

5、钢厂和科研机构仍然不能应用这一先进的实验手段。针对这种情况，在某钢铁公司和国家自然科学基金的专项资助下，历时多年时间，研制成功了系列新型多功能热力模拟实验机——MMS-100热力模拟实验机（如图1所示）和MMS-200热力模拟实验机。本文介绍了MMS-100热力模拟实验机的特点、主要性能参数、人机界面及应用的试验曲线等内容。基金项目：国家自然科学基金资助项目(50227401)。作者简介：骆宗安（1967－），男，湖南桂阳人，副教授。321图1MMS-100热力模拟实验机的照片Fig.1ThepictureofMMS-100thermohot--mechanical

6、simulator2新型热力模拟实验机的特点新型MMS-100热力模拟实验机采取直接电阻加热和热传导冷却的方法，由SCR控制一台90kVA的特殊变压器提供电能进行加热，温度的控制周期为10ms，为了消除或降低磁场的干扰，温度的采集在每周期内实行断电采集的方式。实验机的动力为液压站提供21Mpa的动力油，通过MOOG79三级高响应高精度伺服阀和主液压缸，控制锤头实现打击（压缩）或拉伸；或者通过MOOGD765伺服阀和德国液压马达6VM55HD1，控制实验转换装置实现扭转或试样的移动。测控系统采用美国NI公司的LabVIEWRTFulldevelopmentsystem

7、和LabVIEW6i实时软件，对128个数字I/O和28个模拟量进行快速实时控制与测量，如对温度、位移、扭矩、拉压力、C应变、扭角等模拟量的闭环控制，这些闭环控制除温度闭环控制是10ms一个周期，其它的闭环控制都实现了1-2ms的控制周期，达到了模拟实验机的各种量的快速响[3]应控制。在新型热力模拟实验机中采用了新的设计思想和特殊的机械转换机构，使该设备与其它[4]同类设备相比具备以下特点：1)多功能一体化：由原来国外多台设备才能实现的功能，集成为一体，实现一机多功能，可以模拟温度、应力、应变、位移、力、扭转角度、扭矩等参数，能进行拉伸、压缩、扭转、热连轧、铸造