一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，包括底座、固定設(shè)置在所述底座上的用于放置試件的二個固定座及用于對所述試件產(chǎn)生加載力的加載頭，二個所述固定座對稱設(shè)置在所述加載頭的相對二側(cè)，特別是，二個所述固定座上分別開設(shè)有二個貫穿孔，所述加載頭上開設(shè)有通孔，所述試件穿過所述通孔且所述試件的兩端分別固定在所述貫穿孔內(nèi)。本實用新型的三點彎曲試驗裝置直接通過高速拉伸試驗機實現(xiàn)動態(tài)三點彎曲加載，操作簡單。
【專利說明】一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于材料力學性能動態(tài)測試與表征領(lǐng)域，用于汽車、航空等行業(yè)，具有涉及一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]三點彎曲試驗是材料機械性能試驗的基本方法之一，主要用于測定脆性和低塑性材料的抗彎強度，同時也可以測量材料表面質(zhì)量。而動態(tài)三點彎曲試驗是一種對被測材料試件進行動態(tài)加載的試驗方法，使用該方法獲得材料在不同速率載荷作用下的力、位移等數(shù)據(jù)，用于驗證材料模型的可靠性。由于相關(guān)的試驗方法不成熟，行業(yè)急缺材料的高速三點彎曲試驗數(shù)據(jù)，這直接制約了汽車材料在碰撞載荷作用下的力學性能仿真的精度及汽車新產(chǎn)品的開發(fā)進度。因此，通過試驗手段獲得輕量化材料在三點彎曲狀態(tài)下的動態(tài)力學是十分必要的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的三點彎曲試驗裝置包括底座、固定設(shè)置在底座上的用于支撐測試試件的二個支撐座及位于支撐座上方且用于對試件產(chǎn)生加載力的壓頭，二個支撐座設(shè)置在壓頭的相對二側(cè)。試驗時，將試件的兩端分別放置在二個支撐座上，壓頭對試件向下壓對試件產(chǎn)生向下作用力將試件向下頂彎，進行試件的彎曲試驗。如將現(xiàn)有技術(shù)的三點彎曲試驗裝置用于電子萬能試驗機上時，可以實現(xiàn)低速三點彎曲試驗，無法實現(xiàn)中、高速加載；用于落錘沖擊試驗機時，雖然可以實現(xiàn)高速三點彎曲加載，但由于落錘靠自由落體實現(xiàn)對試件加載，沖擊過程中存在能量損失，導致加載速率變化較大。目前，行業(yè)尚無材料高速三點彎曲的測試標準和規(guī)范。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，該三點彎曲試驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)三點彎曲試驗且能夠?qū)崿F(xiàn)恒速加載。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，包括底座、固定設(shè)置在所述底座上的用于放置試件的二個固定座及用于對所述試件產(chǎn)生加載力的加載頭，二個所述固定座對稱設(shè)置在所述加載頭的相對二側(cè)，二個所述固定座上分別開設(shè)有二個貫穿孔，所述加載頭上開設(shè)有通孔，所述試件穿過所述通孔且所述試件的兩端分別固定在所述貫穿孔內(nèi)。
[0007]每個所述固定座包括固定設(shè)置在所述底座上的支撐座及設(shè)置在所述支撐座的上端部與所述支撐座固定連接的卡座，所述卡座的面向所述支撐座的那一面上開設(shè)有凹槽，所述支撐座與所述凹槽形成所述貫穿孔，所述試件的位于所述支撐座與所述卡座之間的部分位于所述凹槽內(nèi)。
[0008]所述凹槽的槽底面為由靠近所述加載頭的一端至遠離所述加載頭的一端向上傾斜的斜面，且所述槽底面的靠近所述加載頭的所述一端倒圓角使得所述試件與所述卡座的倒角部位相接觸。
[0009]所述支撐座的面向所述卡座的那一面上對應所述凹槽的位置開設(shè)有避讓所述試件的避讓槽，所述避讓槽的靠近所述加載頭的一端設(shè)有用于支撐所述試件的支撐部。
[0010]所述支撐部的上端部倒圓角使得所述試件與所述支撐部的倒角部位相接觸。
[0011]所述支撐座與卡座之間通過第一螺栓連接，所述支撐座與卡座之間間距可通過所述第一螺栓調(diào)節(jié)。
[0012]所述支撐座與所述底座通過第二螺栓和螺母固定連接，所述底座上開設(shè)有滑槽，所述滑槽的延伸方向為二個所述支撐座的中心點的連接線的延伸方向，所述第二螺栓的一端部依次穿過所述支撐座、滑槽、螺母設(shè)置，且所述第二螺栓沿著所述滑槽能夠滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)。
[0013]所述滑槽開設(shè)有2個，每個所述支撐座對應設(shè)置一個所述滑槽。
[0014]所述通孔的孔壁的下壁面為對所述試件產(chǎn)生加載力的加載面，所述加載面為弧面。
[0015]所述底座上設(shè)有用于支撐所述加載頭且高度可調(diào)的支撐件。
[0016]由于以上技術(shù)方案的實施，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:
[0017]本實用新型的三點彎曲試驗裝置與高速拉伸試驗機結(jié)合使用，可實現(xiàn)低、中、高不同速率下的動態(tài)三點彎曲試驗且可實現(xiàn)恒速加載，操作簡單。
[0018]本實用新型的三點彎曲試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型三點彎曲試驗裝置的立體圖；
[0020]圖2為本實用新型三點彎曲試驗裝置的主視圖；
[0021]圖3為本實用新型三點彎曲試驗裝置的縱向剖視圖；
[0022]圖4為本實用新型三點彎曲試驗裝置的加載頭的立體圖；
[0023]圖5為本實用新型三點彎曲試驗裝置的加載頭的主視圖；
[0024]圖6為本實用新型三點彎曲試驗裝置的卡座的立體圖；
[0025]圖7為本實用新型三點彎曲試驗裝置的支撐座的立體圖；
[0026]圖8為本實用新型三點彎曲試驗裝置的底座的立體圖；
[0027]圖中:1、底座；2、支撐座；3、卡座；4、加載頭；5、試件；6、通孔；7、加載面；8、避讓槽；9、支撐部；10、凹槽；11、滑槽；12、支撐件；13、第一螺栓；14、第二螺栓；15、螺母。

【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步描述:
[0029]如附圖1~8所示，一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，包括底座1、固定設(shè)置在底座1上的用于放置試件5的二個固定座及用于對試件5產(chǎn)生加載力的加載頭4，二個固定座對稱設(shè)置在加載頭4的相對二側(cè)，二個固定座上分別開設(shè)有二個貫穿孔，加載頭4上開設(shè)有通孔6，試件5穿過通孔6且試件5的兩端分別固定在貫穿孔內(nèi)。
[0030]每個固定座包括固定設(shè)置在底座1上的支撐座2及設(shè)置在支撐座2的上端部與支撐座2固定連接的卡座3，卡座3的面向支撐座2的那一面開設(shè)有凹槽10，支撐座2與凹槽10形成貫穿孔，試件5的位于支撐座2與卡座3之間的部分位于凹槽10內(nèi)。具體地，凹槽10的槽底面為由靠近加載頭4的一端至遠離加載頭4的一端向上傾斜的斜面，且槽底面的靠近加載頭4的一端倒圓角使得試件5與卡座3的倒角部位相接觸。
[0031]支撐座2的面向卡座3的那一面上對應凹槽10的位置開設(shè)有避讓試件5的避讓槽8，避讓槽8的靠近加載頭4的一端設(shè)有用于支撐試件8的支撐部9。支撐部9的上端部倒圓角使得試件5與支撐部9的倒角部位相接觸。
[0032]支撐座2與卡座3之間通過第一螺栓13連接，卡座3與支撐座2之間的間距可通過第一螺栓13調(diào)節(jié)。
[0033]支撐座2與底座1通過第二螺栓14和螺母15固定連接，底座1上開設(shè)有滑槽11，滑槽11的延伸方向為二個支撐座2的中心點的連接線的延伸方向，第二螺栓14的一端部依次穿過支撐座2、滑槽11和螺母15設(shè)置，且第二螺栓14沿著滑槽11能夠滑動地設(shè)置在滑槽11內(nèi)。具體地，滑槽11開設(shè)有2個，每個支撐座2對應設(shè)置一個滑槽11。
[0034]底座1上設(shè)有用于支撐加載頭4且高度可調(diào)的支撐件12。支撐件12位于加載頭4的正下方，支撐件12為螺栓。
[0035]本實用新型三點彎曲試驗裝置的工作原理:
[0036]在對試件5進行測試前，在三點彎曲試驗裝置上裝好試件5，然后將該三點彎曲試驗裝置安裝在高速拉伸試驗機上，底座1與高速拉伸試驗機的下夾持端相連，加載頭4的上端部與高速拉伸試驗機的作動器相連，底座1上位于加載頭4的正下方設(shè)置支撐件12。旋轉(zhuǎn)第一螺栓13調(diào)整卡座3與支撐座2之間的間距，使得試件5與卡座3的倒角部位相接觸，旋轉(zhuǎn)支撐件12調(diào)節(jié)加載頭4的高度，將加載頭4的高度調(diào)節(jié)至使得加載面7與試件5的下側(cè)面剛好相接觸。
[0037]試驗時，高速拉伸試驗機的作動器拉動加載頭4往上運動，通孔6的加載面7對試件5產(chǎn)生向上的作用力將試件5向上頂彎，進行試件5的彎曲試驗。試件5在彎曲過程中，試件5與卡座3的倒角部位相接觸的部位被限制在卡座3的凹槽10內(nèi)，不會滑動，而試件5的端部向下彎曲，進入支撐座2的避讓槽8內(nèi)且不與支撐座2的其他部位或其他部件接觸，完成正確的三點彎曲狀態(tài)。
[0038]本實用新型的三點彎曲試驗裝置具有以下有益效果:
[0039]本實用新型的三點彎曲試驗裝置直接通過高速拉伸試驗機實現(xiàn)動態(tài)三點彎曲加載，操作簡單；
[0040]本實用新型的三點彎曲試驗裝置與高速拉伸試驗機結(jié)合使用，可實現(xiàn)低、中、高不同速率下的動態(tài)三點彎曲試驗；
[0041]本實用新型的三點彎曲試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，可靠性高。
[0042]以上對本實用新型做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據(jù)本實用新型的精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，包括底座、固定設(shè)置在所述底座上的用于放置試件的二個固定座及用于對所述試件產(chǎn)生加載力的加載頭，二個所述固定座對稱設(shè)置在所述加載頭的相對二側(cè)，其特征在于:二個所述固定座上分別開設(shè)有二個貫穿孔，所述加載頭上開設(shè)有通孔，所述試件穿過所述通孔且所述試件的兩端分別固定在所述貫穿孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于--每個所述固定座包括固定設(shè)置在所述底座上的支撐座及設(shè)置在所述支撐座的上端部與所述支撐座固定連接的卡座，所述卡座的面向所述支撐座的那一面上開設(shè)有凹槽，所述支撐座與所述凹槽形成所述貫穿孔，所述試件的位于所述支撐座與所述卡座之間的部分位于所述凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述凹槽的槽底面為由靠近所述加載頭的一端至遠離所述加載頭的一端向上傾斜的斜面，且所述槽底面的靠近所述加載頭的所述一端倒圓角使得所述試件與所述卡座的倒角部位相接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述支撐座的面向所述卡座的那一面上對應所述凹槽的位置開設(shè)有避讓所述試件的避讓槽，所述避讓槽的靠近所述加載頭的一端設(shè)有用于支撐所述試件的支撐部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述支撐部的上端部倒圓角使得所述試件與所述支撐部的倒角部位相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述支撐座與卡座之間通過第一螺栓連接，所述支撐座與卡座之間間距可通過所述第一螺栓調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述支撐座與所述底座通過第二螺栓和螺母固定連接，所述底座上開設(shè)有滑槽，所述滑槽的延伸方向為二個所述支撐座的中心點的連接線的延伸方向，所述第二螺栓的一端部依次穿過所述支撐座、滑槽、螺母設(shè)置，且所述第二螺栓沿著所述滑槽能夠滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述滑槽開設(shè)有2個，每個所述支撐座對應設(shè)置一個所述滑槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述通孔的孔壁的下壁面為對所述試件產(chǎn)生加載力的加載面，所述加載面為弧面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速拉伸試驗機的三點彎曲試驗裝置，其特征在于:所述底座上設(shè)有用于支撐所述加載頭且高度可調(diào)的支撐件。
【文檔編號】G01N3/02GK204228538SQ201420749602
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】賴興華, 黃毅, 王磊, 夏勇, 周青 申請人:清華大學蘇州汽車研究院（相城）, 蘇州渭藍汽車材料科技有限公司