專利名稱：多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料力學(xué)性能檢測試驗(yàn)裝置，尤其針對(duì)高等院校材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在對(duì)材料進(jìn)行拉、壓、彎、扭及彎扭組合實(shí)驗(yàn)時(shí)均采用幾種不同的試驗(yàn)設(shè)備，即通常我們所見到的拉、壓萬能試驗(yàn)機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)及彎扭組合試驗(yàn)臺(tái)等。如濟(jì)南試金集團(tuán)生產(chǎn)的WE-100型液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)可對(duì)材料進(jìn)行拉、壓、彎等試驗(yàn)，但其不能對(duì)材料進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)及彎扭組合試驗(yàn)；青山試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的NJ-100B型扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)可對(duì)材料進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)但無法對(duì)材料進(jìn)行拉、壓試驗(yàn)及彎扭組合試驗(yàn)，且價(jià)格較高。有些針對(duì)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開發(fā)的組合試驗(yàn)裝置，價(jià)格較低且大部分為幾種試驗(yàn)的組合，但都不包括基本的拉、壓及扭轉(zhuǎn)破壞性試驗(yàn)。如實(shí)用新型《材料力學(xué)多功能試驗(yàn)臺(tái)》(專利號(hào)ZL 97207386.8)可完成材料的彎扭及小載荷下的拉、壓等，但無法對(duì)材料進(jìn)行扭轉(zhuǎn)及基本的拉、壓破壞性試驗(yàn)。且多數(shù)測試儀表采用隨不同試驗(yàn)后裝的方式，增加了試驗(yàn)的繁瑣程度且不利于節(jié)省試驗(yàn)空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，其將拉、壓、彎、扭及彎扭組合試驗(yàn)組合在一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)上完成，能夠完成試件的的拉、壓、彎、扭及彎扭組合試驗(yàn)。且對(duì)常用被測參量設(shè)置相應(yīng)的傳感器供后續(xù)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用。
本發(fā)明的方案是本發(fā)明由相互聯(lián)系的加載部分、傳感部分組成。其中加載部分完成對(duì)試件的裝夾及施加指定外荷載；傳感部分將各種被測參數(shù)以電信號(hào)的形式輸出供數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用。
加載部分由基本拉、壓加載及扭轉(zhuǎn)加載兩部分組成。拉、壓加載采用液壓油缸加載的方式，扭轉(zhuǎn)加載采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)加載的方式。拉、壓部分安裝在一門式框架內(nèi)，扭轉(zhuǎn)部分安裝在門式框架的一側(cè)。在門式框架的另一側(cè)安裝彎扭組合根部發(fā)蘭，在門式框架內(nèi)側(cè)安裝彎曲支座。機(jī)架采用型鋼焊接的門式結(jié)構(gòu)，油缸安裝在門式框架的下部，拉、壓另一固定點(diǎn)設(shè)置在門式框架的上部，這樣便形成一拉壓的空間。在此空間內(nèi)通過安裝不同的試件及采用不同的加載形式可完成試件的拉伸、壓縮、彎曲及彎扭組合等實(shí)驗(yàn)。在門式框架一側(cè)立柱下部安裝扭轉(zhuǎn)減速機(jī)支承板，扭轉(zhuǎn)減速機(jī)總成安裝在支撐板上，其輸出軸形成扭轉(zhuǎn)的動(dòng)端；在立柱上部固定扭矩傳感器形成扭轉(zhuǎn)的定端，動(dòng)端與定端之間形成一扭轉(zhuǎn)空間。將扭轉(zhuǎn)試件兩端分別與扭轉(zhuǎn)的動(dòng)端與定端相聯(lián)接便可進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)。
傳感部分設(shè)置了油缸壓力傳感器、油缸活塞桿位移傳感器、扭矩傳感器及光電編碼器分別用來檢測油缸輸出的拉力、壓力、油缸活塞桿的位移、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的扭矩及扭轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角。并將所有傳感器輸出接頭集中到實(shí)驗(yàn)機(jī)的一側(cè)，供數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將基本的拉、壓、彎、扭及彎扭組合實(shí)驗(yàn)組合在一起，可使不同的實(shí)驗(yàn)集中完成，有利于降低生產(chǎn)成本。夾頭聯(lián)接形式簡單有利于試驗(yàn)的擴(kuò)充。并裝有多種傳感器，有利于數(shù)據(jù)采集。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明


圖1為多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)實(shí)施例的外觀正面視2為多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)立面圖，圖3的A-A向剖視3為圖2的B-B向剖視4為圖1的左視5為圖1的右視6為彎扭組合試件的俯視圖
圖中1是底座，2是左立柱，3是下橫梁，4是扭轉(zhuǎn)減速機(jī)支撐板，5是扭轉(zhuǎn)減速機(jī)總成，6是光電編碼器，7是扭轉(zhuǎn)動(dòng)軸，8是扭轉(zhuǎn)下夾頭，9是扭轉(zhuǎn)試件，10是扭轉(zhuǎn)上夾頭，11是扭轉(zhuǎn)定軸，12是扭矩傳感器，13是扭矩傳感器固定板，14是上橫梁，15是壓力表，16是上部鉸總成，17是上部鉸拉桿，18是拉、壓上轉(zhuǎn)接套，19是拉伸試件上夾頭，20是彎扭組合根部發(fā)蘭，21是拉伸試件，22是彎曲支座，23是拉伸試件下夾頭，24是拉、壓下轉(zhuǎn)接套，25是轉(zhuǎn)接桿，26是工作平臺(tái)，27是工作平臺(tái)支架，28是油缸活塞桿，29是油缸，30是右立柱，31是油泵總成，32是進(jìn)油手輪，33是控制按鈕，34是控制斜面板，35是電氣柜，36是右側(cè)小立柱，37是回油手輪，38是左側(cè)小立柱，39是抽屜，40是扭轉(zhuǎn)上部封板，41是前面下部封板，42是傳感器輸出接頭，43是壓縮油缸壓力傳感器，44是拉伸油缸壓力傳感器，45是活塞桿位移傳感器，46是壓縮上承壓板，47是壓縮下部鉸總成，48是壓縮試件，49是彎扭組合試件施力桿，50是彎扭組合試件彎扭桿，51是彎扭組合試件固定桿。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是這樣實(shí)施的一、拉壓部分 在圖1、圖2、圖3、圖6中，由底座(1)、左立柱(2)、右立柱(30)、上橫梁(14)及下橫梁(3)組成一拉、壓框架，左立柱(2)、右立柱(30)、及下橫梁(3)焊接在底座(1)上，上橫梁(14)及下橫梁(3)分別與左立柱(2)、右立柱(30)焊接。油缸(29)固定在下橫梁(3)上，拉、壓下部轉(zhuǎn)接套(24)通過轉(zhuǎn)接桿(25)與油缸活塞桿(28)相聯(lián)接，上部鉸總成(16)固定在上橫梁(14)上，拉、壓上部轉(zhuǎn)接套(18)通過上部鉸拉桿(17)與上部鉸總成(16)相聯(lián)接。拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，在拉壓上、下轉(zhuǎn)接套(18)、(24)上分別裝上拉伸試件上、下夾頭(19)、(23)，拉伸試件(21)通過拉伸上、下夾頭(19)、(23)夾緊，則油缸活塞桿(28)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)可對(duì)拉伸試件(21)施加拉力。拉力的大小由拉伸油缸壓力傳感器(44)輸出，試件的變形由油缸活塞桿位移傳感器(45)輸出。壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，在拉壓上、下轉(zhuǎn)接套(18)、(24)上分別裝上壓縮上承壓板(46)及壓縮下部鉸總成(47)，壓縮試件(48)平放在壓縮下部鉸總成(47)上，則油缸活塞桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)可對(duì)壓縮試件(48)施加壓力。壓力的大小由壓縮油缸壓力傳感器(43)輸出，試件的變形由內(nèi)裝的油缸活塞桿位移傳感器(45)輸出。驅(qū)動(dòng)活塞桿(28)運(yùn)行的液壓油由油泵總成(31)提供，活塞桿(28)上下行的換向、運(yùn)行速度、荷載的大小由控制按鈕(33)、進(jìn)油手輪(32)及回油手輪(37)共同完成。壓力表(15)安裝在右立柱(30)上部，直接與油泵總成(31)的壓力油輸出油管相聯(lián)接，監(jiān)視試驗(yàn)過程中壓力的變化。在右立柱(30)中部安裝彎扭組合根部發(fā)蘭(20)，將彎扭組合試件固定桿(51)安裝在彎扭組合根部發(fā)蘭中(20)，彎扭組合試件施力桿(49)與油缸活塞桿(28)相聯(lián)接，活塞桿(28)下行便可完成對(duì)彎扭組合試件彎扭桿(50)的彎扭組合加載，荷載的大小由拉伸油缸壓力傳感器(44)輸出，施力端的位移由活塞桿位移傳感器(45)輸出。
在左、右立柱(2)、(30)中部分別裝有彎曲支座(22)，使得可在拉壓空間完成彎曲實(shí)驗(yàn)。油缸活塞桿(28)及上部鉸拉桿(17)均以螺紋形式對(duì)外聯(lián)接，以利于擴(kuò)充其它的試驗(yàn)。
二、扭轉(zhuǎn)部分 在圖2、圖5中，由底座(1)、左立柱(2)、扭轉(zhuǎn)減速機(jī)支承板(4)、扭矩傳感器固定板(13)組成扭轉(zhuǎn)框架，扭轉(zhuǎn)減速機(jī)支承板(4)、扭矩傳感器固定板(13)皆與左立柱相聯(lián)接，扭轉(zhuǎn)減速機(jī)支承板(4)同時(shí)與底座(1)相聯(lián)接。扭轉(zhuǎn)減速機(jī)總成(5)安裝在扭轉(zhuǎn)減速機(jī)支承板(4)上，扭轉(zhuǎn)減速機(jī)總成(5)輸出軸與扭轉(zhuǎn)動(dòng)軸(7)相聯(lián)接，光電編碼器(6)及扭轉(zhuǎn)下夾頭(8)安裝在扭轉(zhuǎn)動(dòng)軸(7)上。扭矩傳感器(12)安裝在扭矩傳感器固定板(13)上，扭轉(zhuǎn)定軸(11)穿過扭矩傳感器(12)，并可在扭矩傳感器(12)中上下滑動(dòng)，扭轉(zhuǎn)上夾頭(10)安裝在扭轉(zhuǎn)定軸(11)上。扭轉(zhuǎn)試件(9)為兩端銑平的圓試件，分別安裝在扭轉(zhuǎn)上、下夾頭(10)、(8)的鉗口中，起動(dòng)扭轉(zhuǎn)減速總成(5)，扭轉(zhuǎn)動(dòng)軸(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，便可對(duì)扭轉(zhuǎn)試件(9)施加扭矩。扭矩的大小由扭矩傳感器(12)輸出，轉(zhuǎn)角由光電編碼器(6)輸出。
三、附屬部分 在圖1、圖2、圖4中，距底座(1)一定高度上設(shè)一工作平臺(tái)(26)，工作平臺(tái)(26)固定在工作平臺(tái)支架(27)上，工作平臺(tái)支架(27)分別焊接在左立柱(2)、右立柱(30)、左側(cè)小立柱(38)、右側(cè)小立柱(36)上，左側(cè)小立柱(38)、右側(cè)小立柱(36)焊接在底座(1)上。電氣柜(35)設(shè)置在扭轉(zhuǎn)減速機(jī)支承板(4)上。在電氣柜(35)右側(cè)設(shè)置前面下部封板(41)，安裝在左側(cè)小立柱(38)、右側(cè)小立柱(36)上?？刂菩泵姘?34)安裝在工作平臺(tái)(26)及左、右側(cè)小立柱(38)、(36)上。控制按鈕(33)安裝在控制斜面板(34)上。傳感器輸出接頭(42)集中布置在實(shí)驗(yàn)機(jī)右側(cè)，工作平臺(tái)(26)下方。抽屜(39)安裝在控制斜面板(34)中間部位。油泵總成(31)固定在底座(1)上。
權(quán)利要求
1.一種多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，拉、壓加載采用液壓油缸加載的方式，扭轉(zhuǎn)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)加載的方式，機(jī)架采用門式框架結(jié)構(gòu)，其特征在于拉、壓加載系統(tǒng)和扭轉(zhuǎn)加載系統(tǒng)安裝在同一個(gè)機(jī)架上。
2.如權(quán)力要求1所述的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于在一立柱上裝有彎扭組合根部發(fā)蘭。
3.如權(quán)力要求1所述的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于在其框架內(nèi)側(cè)裝有彎曲支座。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，其將拉、壓、彎、扭及彎扭組合等試驗(yàn)組合在一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)上完成。拉、壓加載采用液壓油缸加載的方式，扭轉(zhuǎn)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)加載的方式。機(jī)架采用門式框架結(jié)構(gòu)，拉、壓部分安裝在門式框架內(nèi)，扭轉(zhuǎn)部分安裝在門式框架的一側(cè)，在門式框架的另一側(cè)安裝彎扭組合根部發(fā)蘭，在門式框架內(nèi)側(cè)安裝彎曲支座。對(duì)常用被測參量設(shè)置相應(yīng)的傳感器。本發(fā)明將拉、壓、彎、扭及彎扭組合等試驗(yàn)組合在一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)上完成，節(jié)省試驗(yàn)空間及降低生產(chǎn)成本。夾頭聯(lián)接形式簡單有利于試驗(yàn)的擴(kuò)充。且常用被測參量多由內(nèi)裝式的傳感器以電信號(hào)的形式向外傳輸，有利于后續(xù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。尤其適合材料力學(xué)的教學(xué)試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N3/08GK1570593SQ03144008
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者吳江龍, 孫仙山, 阮樹銘, 張瑞豐, 周新剛, 王新仁 申請(qǐng)人:煙臺(tái)大學(xué)