Gleeble热模拟试验机设备组成介绍--上交大

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1、Gleeble热模拟试验机上海交通大学周伟敏Gleeble3500热模拟试验机是一个材料热机械加工性能分析系统,具有急(慢)速升温降温、急(慢)速拉压变形、同时记录温度、力、应力、应变等参数变化曲线，可对金属材料的冶炼、铸造、锻压、成形、热处理及焊接工艺等各个制备阶段的工艺与材料性能的变化之间的关系进行精确的模拟。Gleeble3500的加热系统：采用电阻加热系统能以高达10000℃/s的速度加热试样。高导热率的夹具使Gleeble3500具有高速冷却能力。淬火系统可通过水淬、气淬或气水混合淬在试样表面达到10000℃/s

2、的冷却速度。（注：不同材质不同尺寸不同加载方式能达到的加热和冷却速度可能不同）Gleeble3500的机械系统：是一个具有10吨静态拉伸/压缩力的全集成液压伺服控制系统。最快可以达到1000mm/s的移动速度。LVDT传感器、测力单元提供反馈数据确保机械测试程的精确性和可重复性。在任何测试中，机械系统允许操作者编写程序更换控制模式。为热力学过程模拟的多样性提供各种必需功能。程序可以在任何时刻和以需要的频度转换控制模式。这些控制模式包括液压缸活塞位移、力、各种膨胀仪、真应力、真应变、工程应力和工程应变。需要指出的是：Glee

3、ble系统虽然是材料研究和工艺优化的先进而高效的热机械试验装备,但与其他物理模拟设备相似,它只能就人为设定的一组工艺参数给出材料试样在相应条件下的变化过程及终点状态。而这种输入的设定是否真实地与充分地代表了模拟对象、所见的过程及所获的状态是否得到了完整理解与恰当运用,其间的模拟构思与程序编制又是否准确体现了设计意图,这一切都迥异于通常具有良好结果重现性的物理测试,使得物理模拟质量的优劣较大程度地因人而异。一、仪器设备基本构成专用名词：Specimen：样品、试样。实验研究对象。Grip：夹持试样的夹具。根据不同需求可以做成

4、各种大小、形状。Jaw：机械装置。Grips夹持试样后装入Jaw中，实现对试样的操作。MCU：MobileConversionUnit。移动单元，功能各异。将液压、电、水、真空、控制等试验所需集合为一体，装载在有轮子的机架上，可以随时与主负载单元组装和拆分。几个单元之间相互更换，配合主机进行不同类型的试验。1、热模拟机基本构成热模拟机主要包括：辅助系统:加热、冷却、淬火、机械液压、真空等各个系统，保证正常的实验环境控制系统:负责对所有部件的控制和同步数据系统:各种测量系统，负责不同变量的实时监控用户操作界面:包括桌面电脑，

5、控制柜等。用户可以直接操作设备、编程，和数据分析处理等电力系统Temperature加热系统外围辅助控制系统数据采集Force冷却系统工控柜stroke淬火系统L‐gauge液压系统C‐gauge空压系统Dilameter真空系统用户操作界面………控制柜桌面电脑编程软件打印机数据分析处理热电偶焊接下面将对各个系统逐一讲解。1.1外围辅助系统1.1.1加热系统形成闭合回路，采用电阻式加热的方式，从试样横截面内通过上千安培的电流，并通过电流控制试样加热的温度变化。1.1.2冷却系统在保证试样升温的同时，必须通过内循环的冷却水以

6、保证其他部位不会温度过高。1.1.3淬火系统当对试样的冷速要求不高时，可以通过试样两端夹具热传导制冷。如果对冷速要求更高时，需要使用冷却气、水、气水混合对试样强制冷却.但需要指出的是只有部分试验能采用淬火系统装置。1.1.4液压系统提供稳定的液压，配合伺服系统和油缸、阀门完成位移、力值等的变化1.1.5真空系统为了保证试样在加热过程中不被氧化，必须对试验的腔体抽高真空，或采用氦、氩等惰性保护气体1.1.6压缩空气系统压缩空气Gleeble试验环境中共有三个作用：气动阀、淬火气压源、空气锤1.1.7电源系统对外部输入电压进行

7、变压。提供各系统所需的不同电压1.2数据采集系统1.2.1压力传感模块测压模块用来测量试样的受力情况，变量“FORCE”。测压元件在右侧Jaw的固定位置。试样受力时由于机械原因存在一定的摩擦力，微小的摩擦力在一般试验中可以完全忽略。在某些膨胀、低力等试验中摩擦力有影响，有很多方法减少摩擦力。必要时卸下导向杆以减小摩擦力非常有效。本系统力传感器的精度为全量程的１％。1.2.2位移传感器和模型位移传感器安装在液压油缸的背后，变量名称STROKE。有120mm的测量范围，主要测量机械主轴的运动。当使用Stroke测量试样长度变化

8、时，测量还包括机器最大形变。负载越高，机器的形变变化越大。因此不推荐使用位移传感器测量微小的应变。1.2.3Jaw传感器和模型Jaw传感器用来测量两个Jaw之间的间距变化，变量名称L‐Gauge，测量范围±12.5mm。特殊的安装位置消除了机械主轴的等误差因素，较Stroke数据更真实有效。但传感器测量