測量試件的力學性能的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及力學性能測量設備技術領域，特別是涉及一種測量試件的力學性能的
目.0
【背景技術】
[0002]在一些機械零件、工程結構的專業(yè)試驗室中常用到三點彎曲試驗測試設備，該設備具有安裝與調試方便、操作簡單以及試驗數據精度高等優(yōu)點，能夠大幅度地提高試驗的準確性和可靠性。在三點彎曲測試中，試驗裝置與測試方法是獲得試件準確測量數據的一個重要保證。
[0003]目前，針對三點彎曲的力學測試方法與裝置很多，但是往往不同形狀的試件，或是同一形狀不同尺寸的試件，就需要不同的試驗裝置。并且對于不同的測試也沒有根據試件的特點提出相應的測試方法，因此給三點彎曲試驗測試帶來了諸多的不便，降低了其測試結果的準確性與可靠性。
[0004]三點彎曲試驗是檢測試件抗彎能力的重要測試方法，其在靜態(tài)和動態(tài)下的強度存在著較大差異，故試件的三點彎曲試驗也可分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。很多結構梁(如汽車的前橫梁、車門防撞梁等)更側重高應變率和大變形下的動態(tài)強度考慮，但實際測試中，靜態(tài)、平直的結構件三點彎曲試驗進行的較多，而動態(tài)且非平直的結構梁(如汽車前橫梁)試驗幾乎難以進行。宄其原因，主要存在以下問題:由于試件是自由地垂直放置在兩個固定的支撐座上，這樣在壓頭或撞擊頭撞擊試件時，試件與支撐座的支撐點的狀態(tài)不穩(wěn)定。特別是當動態(tài)沖擊時，在試件變形彎曲的過程中，試件與支撐點之間會發(fā)生相對移動，使得試件在支撐座上的位置跑偏，并且不易察覺，這與實際碰撞過程中試件的支撐點相對于試件不變的情況不符合。對于非平直的試件，更難以保證試件與測量裝置之間放置狀態(tài)的穩(wěn)定性，也難以保證試驗過程中特別是動態(tài)撞擊中的穩(wěn)定性，因而試驗精度也無法保證。由于試件與支撐點之間容易發(fā)生相對移動，穩(wěn)定性差，會導致試件的受力情況發(fā)生較大的改變。因此，目前動態(tài)的三點彎曲試驗也僅針對較平直的試件進行。
[0005]另外，由于目前的試件一般是依靠重力自由地垂直放置在支撐座上，其加載為垂直方向，對于動態(tài)試驗來說，只能使用落錘沖擊設備來對試件進行撞擊，由于受到落錘的高度的限制，落錘的速度也受到很大限制，一般不超過lOm/s。在實際的撞擊中，汽車前橫梁通常要考慮14m/s或18m/s的撞擊速度，因此目前的動態(tài)測試還不能夠滿足試件在實際當中受到的較高變形速度的需求。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的一個目的是要提供一種測量試件的力學性能的裝置，解決了現有技術中采用三點彎曲法測量試件過程中試件與支撐點之間容易發(fā)生相對移動以至于穩(wěn)定性較差，導致試件的受力情況與實際不符的問題。
[0007]為了實現上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種測量試件的力學性能的裝置，用于基于三點彎曲法測量長形試件的抗彎強度，該裝置包括:基座；以及第一支撐構件和第二支撐構件，第一支撐構件和第二支撐構件連接至基座并且沿橫向間隔開；其中，第一支撐構件包括:第一擺桿，第一擺桿經由第一擺桿轉軸可轉動地連接至基座，并且被約束成僅能夠在垂直于第一擺桿轉軸的轉動平面內轉動；和第一夾具，用于在試件的第一夾持位置處夾持試件；第一夾具經由與第一擺桿轉軸平行的第一夾具轉軸可轉動地連接至第一擺桿，并且被約束成僅能夠在與轉動平面平行或共面的平面內轉動；其中，第二支撐構件包括:第二擺桿，第二擺桿經由與第一擺桿轉軸平行的第二擺桿轉軸可轉動地連接至基座，并且被約束成僅能夠在與轉動平面平行或共面的平面內轉動；第二夾具，用于在沿試件的長度方向遠離第一夾持位置的第二夾持位置處夾持試件；第二夾具經由與第一擺桿轉軸平行的第二夾具轉軸可轉動地連接至第二擺桿，并且被約束成在與轉動平面平行或共面的平面內轉動；其中，該裝置還包括轉動約束構件，用于將第一擺桿和第二擺桿約束成僅能夠沿相反的方向轉動。
[0008]進一步地，第一擺桿、第一夾具、第二擺桿和第二夾具設置成在第一擺桿的轉動平面內轉動。
[0009]進一步地，第一擺桿和第二擺桿為長形，沿第一擺桿的長度方向，在第一擺桿轉軸的兩側，第一擺桿分別具有第一上連接位置和第一下連接位置；沿第二擺桿的長度方向，在第二擺桿轉軸的兩側，第二擺桿分別具有第二上連接位置和第二下連接位置；轉動約束構件包括:第一連接件和/或第二連接件。第一連接件在第一擺桿的第一上連接位置處與第二擺桿的第二下連接位置處分別與第一擺桿和第二擺桿可轉動地連接。第二連接件在第二擺桿的第二上連接位置與第一擺桿的第一下連接位置處分別與第二擺桿和第一擺桿可轉動地連接。第二連接件與第一連接件的延伸方向形成交叉。
[0010]進一步地，第一連接件和第二連接件由柔性拉索形成；或者，第一連接件和第二連接件由剛性拉桿形成。
[0011]進一步地，基座具有一基面以及從基面向上延伸的第一軸座和第二軸座；其中，第一軸座構造成形成或接納第一擺桿轉軸，并且具有相面對的第一前壁和第一后壁，以及在第一前壁和第一后壁之間限定的第一轉動空間，第一擺桿轉軸在第一前壁與第一后壁之間延伸，第一擺桿的一部分能夠在第一轉動空間繞第一擺桿轉軸轉動并分別與第一前壁與第一后壁成間隙配合；其中，第二軸座形成有或用于接納第二擺桿轉軸，并且具有相面對的第二前壁和第二后壁，以及在第二前壁和第二后壁之間限定的第二轉動空間，第二擺桿轉軸在第二前壁與第二后壁之間延伸，第二擺桿的一部分能夠在第二轉動空間繞第二擺桿轉軸轉動并分別與第二前壁與第二后壁成間隙配合。
[0012]進一步地，在第一擺桿轉軸和/或第二擺桿轉軸處設有角度傳感器，用于對應地測量第一擺桿和/或第二擺桿的轉動角度。
[0013]進一步地，在第一擺桿的上端部處形成有第一夾具安裝座，第一夾具安裝座形成有或用于接納第一夾具轉軸；在第二擺桿的上端部處形成有第二夾具安裝座，第二夾具安裝座形成有或用于接納第二夾具轉軸。
[0014]進一步地，第一支撐構件和第二支撐構件具有相同的形狀和尺寸。
[0015]應用本發(fā)明的技術方案，在利用三點彎曲法測量長形試件的抗彎強度時，本發(fā)明所提供的力學性能的裝置可以將試件的兩端完全固定，在試件受力撞擊彎曲時，試件的固定裝置在受到撞擊的過程中會隨著試件的伸長和收縮向左右對稱自由擺動，但是試件與固定裝置的兩個支撐點不會發(fā)生位移，解決了現有的測量裝置在撞擊頭接觸前的狀態(tài)不穩(wěn)定以及接觸過程中特別是動態(tài)沖擊時試件在固定裝置上的支撐點位置容易跑偏且不易察覺的問題，與實際情況相符。該裝置在測量過程中更穩(wěn)定，更精確，也更接近待測的試件在實際中變形速率和真實受力情況，保證了整個測量系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)定性。該裝置不僅適用于靜態(tài)和動態(tài)的三點彎曲測量，并且非常適合平直和非平直的試件，具有較強的適用性。
[0016]根據下文結合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0017]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0018]圖1是根據本發(fā)明一個實施例的試件未發(fā)生變形時的力學性能裝置的結構示意圖；
[0019]圖2是根據本發(fā)明一個實施例的試件向兩端伸長發(fā)生變形后的力學性能裝置的結構示意圖；
[0020]圖3是根據本發(fā)明一個實施例的帶有擺桿轉軸的擺桿與軸座的連接結構示意圖；
[0021]圖4是根據本發(fā)明一個實施例的夾具夾持