一种等双向拉伸试验装置的制作方法

本发明属于材料力学性能动态测试与表征领域，用于汽车、航空等行业，具有涉及一种等双向拉伸试验装置。

背景技术：

橡胶材料在汽车行业的应用十分广泛，如轮胎、发动机悬置、车门密封条、碰撞测试假人等。获取橡胶的力学特性数据对于研究汽车安全性，汽车NVH性能以及燃油经济性等都有重要的意义。

常见的橡胶力学测试有单向拉伸和单向压缩两种。对于橡胶的单向压缩试验，有一个不可避免的误差因素：当试样受到压缩时，不能均匀的周向膨胀，在压缩界面上摩擦力的作用下，越靠近压缩面的地方试样膨胀越受限制，所以试样最终会变成一个鼓型。在所有的试验误差影响因素里面，这一误差占主导作用。因此假如能够找到方法消除这一现象，将使橡胶的压缩试验测试数据可靠度得到很大的提升。

等双向拉伸是作为单向压缩试验的一个很好的替代，等双向拉伸试验的试验结果经过公式转化可以得到单向压缩下的应力/应变曲线。等双向拉伸的试验装置相对于单向压缩试验要复杂很多，如果试验过程控制不好，会出现很大的误差，得到的结果反而不如单向压缩的结果。但是这个试验过程中的误差是可以几乎完全消除的，而不像单向压缩试验中的摩擦的不可消除的影响。现有技术中，也有等双向拉伸试验装置，但现有的设备由于是控制位移加载，不能保证试样的每一个拉伸方向的均匀性。并且现有设备是通过柔性钢丝绳配合滑轮对试样进行牵引，装置过于复杂，操作不便。还有就是现有设备需要通过电子万能试验机进行加载，设备的尺寸受到试验机空间的限制，由此也限制了被测试试样的最大变形量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的等双向拉伸试验装置，非常适用橡胶类材料的拉伸试验。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种等双向拉伸试验装置，包括底座、固定设置在所述底座上的用于放置待测试试件的支撑板、与所述试件相连的多个连接机构及与所述多个连接机构相连的牵引盘，每个所述连接机构包括用于装夹所述试件的装夹单元、与所述装夹单元相连的传动单元及两端分别与所述传动单元和牵引盘相连的牵引单元，所述传动单元包括与所述支撑板滑动连接的滑块，固定设置在所述滑块上的具有内腔的液压缸，设置在所述液压缸内的活塞，及一端与所述活塞固定连接、另一端穿过所述液压缸而伸出所述液压缸外且与所述装夹单元固定连接的活塞杆，所述试验装置还包括管腔内填充有液压油的液压管，各所述液压缸均与所述液压管相连且所述液压缸的内腔与所述液压管的管腔连通。

优选地，所述活塞将所述液压缸的内腔分隔成二个彼此独立的腔室，所述液压管的管腔与所述二个腔室中的一个腔室连通。

优选地，所述液压管包括液压管本体段及一端分别与各所述液压缸相连的多个连接段，多个所述连接段的另一端均与所述液压管本体段相连。

优选地，所述牵引单元为牵引杆，所述牵引杆的两端部分别与所述滑块和牵引盘铰接。

更优选地，所述支撑板水平设置，所述底座包括底座本体及竖直设置在所述底座本体上的支撑杆，所述支撑板固定设置在所述支撑杆的上端部，所述牵引盘位于所述支撑板下方且所述牵引盘能够沿所述支撑杆的长度方向上下运动，所述牵引杆的上端部与所述滑块铰接、下端部与所述牵引盘铰接。

更进一步优选地，所述支撑板上沿所述滑块的滑动方向开设有滑槽，所述滑块滑动地设置在所述滑槽内。

优选地，所述装夹单元包括第一夹持件、第二夹持件和紧固件，所述试件固定设置在所述第一夹持件和第二夹持件之间，所述紧固件依次穿过所述第一夹持件和第二夹持件将所述第一夹持件和第二夹持件固定连接，所述活塞杆与所述第一夹持件或第二夹持件固定连接。

优选地，所述试验装置还包括用于测量所述液压缸内液压的测量机构。

优选地，所述连接机构至少设置有4个。

更优选地，所述连接机构设置有16个。

优选地，所述多个连接机构均匀分布在所述支撑板上。

由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的等双向拉伸试验装置能够自动通过液压调节每一个拉伸方向上的力的均匀性，通过实现均匀的力的加载，避免了试件的变形不均匀。

本发明的等双向拉伸试验装置结构简单、制造成本低、操作方便、安全可靠。

附图说明

图1为本发明的等双向拉伸试验装置的主视图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本发明的等双向拉伸试验装置的立体图；

图4为本发明的等双向拉伸试验装置的连接管、引流管、环管的装配图；

图5为本发明的等双向拉伸试验装置的底座和支撑板的装配图；

图中：1、底座；1a、底座本体；1b、支撑杆；2、支撑板；3、试件；4、牵引盘；5、滑块；6、液压缸；7、活塞；8、活塞杆；9、液压管；9a、液压管本体段；9b、连接段；10、牵引杆；11、滑槽；12、第一夹持件；13、第二夹持件；14、紧固件；15、引流管。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

如图1~5所示，一种等双向拉伸试验装置，包括底座1、固定设置在底座1上的用于放置待测试试件3的水平支撑板2、与试件3相连的多个连接机构及与多个连接机构相连的牵引盘4，牵引盘4为圆形牵引盘，每个连接机构包括用于装夹试件3的装夹单元、与装夹单元相连的传动单元及两端分别与传动单元和牵引盘4相连的牵引单元，传动单元包括与支撑板2滑动连接的滑块5，固定设置在滑块5上的具有内腔的液压缸6，设置在液压缸6内的活塞7，及一端与活塞7固定连接、另一端穿过液压缸6而伸出液压缸6外且与装夹单元固定连接的活塞杆8，该试验装置还包括管腔内填充有液压油的液压管9，各液压缸6均与液压管9相连且液压缸6的内腔与液压管9的管腔连通。

活塞7将液压缸6的内腔分隔成二个彼此独立的腔室，液压管9的管腔与二个腔室中的一个腔室连通，由于液压管9内填充有液压油，液压缸6的与液压管9连通的腔室自然也填充有液压油。本例中，液压管9包括液压管本体段9a及一端分别与各液压缸6相连的多个连接段9b，多个连接段9b的另一端均与液压管本体9a相连。具有地，连接段9b采用软质管，液压管本体段9a采用金属材质管且为环形管。

牵引单元为牵引杆10，牵引杆10的两端部分别与滑块5和牵引盘4铰接。

装夹单元包括第一夹持件12、第二夹持件13和紧固件14，试件3固定设置在第一夹持件12和第二夹持件13之间，紧固件14依次穿过第一夹持件12和第二夹持件13将第一夹持件12和第二夹持件13固定连接，活塞杆8与第一夹持件12或第二夹持件13固定连接。本例中，第一夹持件12位于第二夹持件13上方，第二夹持件13包括安装部、竖直设置在安装部端部的连接部，试件3位于安装部和第一夹持件12之间且紧固件14依次穿过第一夹持件12和安装部将第一夹持件12和安装部固定连接，活塞杆7与连接部固定连接。

底座1包括底座本体1a及竖直设置在底座本体1a上的支撑杆1b，支撑板2固定设置在支撑杆1b的上端部，牵引盘4位于支撑板2下方且牵引盘4能够沿支撑杆1b的长度方向上下运动，牵引杆10的上端部与滑块5铰接、下端部与牵引盘4铰接。牵引盘4的中部开设通孔，支撑杆1b位于通孔内。

连接机构设置有至少4个，本例中连接机构设置有16个，支撑板2为圆形板，16个连接机构均匀分布在圆形支撑板2上。

支撑板2上沿滑块5滑动方向开设有滑槽11，滑块5滑动地设置在滑槽11内，在进行拉伸试验时，滑块5始终位于滑槽11内，具体地，滑槽11开设16个，16个滑槽11的长度延伸方向为圆形支撑板2的径向方向，16个滑槽11在圆形支撑板2上均匀分布。

本发明中，试验装置还包括用于测量液压缸6内液压的测量机构，具体地，液压管本体段9a连接有引流管15，引流管15的管腔与液压管本体段9a的管腔连通，测量机构测量引流管15内液压，由于引流管15的管腔与液压管本体段9a的管腔连通，即引流管15的管腔与整个液压管9的管腔连通，液压管9的管腔与液压缸6的二个腔室中一个连通，所以，液压管9内的液压油能够在液压缸6、液压管9和引流管15内自由流动，则引流管15内液压大小即为液压缸6的液压大小。

本发明试验装置的工作原理：

试件3选用橡胶材料，试件3上开设有16个小孔，紧固件14依次穿过第一夹持件12、试件3小孔和第二夹持件13将第一夹持件12和第二夹持件3固定连接，试件3固定在第一夹持件12和第二夹持件13之间，滑块5位于滑槽11内，牵引杆10的上端部与滑块5通过旋转铰链连接、下端部与牵引盘4通过旋转铰链连接，16个滑槽11沿圆形支撑板2的周向均匀分别在支撑板2上，每个滑槽11内滑动设置有滑块5，16个牵引杆10均匀分布在支撑板2和牵引盘4之间，在橡胶材料试件3进行拉伸试验时，将底座1固定到电子万能试验机的试验台上，推动牵引盘4沿支撑杆1b向上运动，带动牵引杆10的上端部向外转动，驱动滑块5和液压缸6向远离圆形支撑板2的圆心方向滑动，进而带动活塞杆8和装夹单元沿滑块5的滑动方向运动，实现试件3的拉伸变形。

当滑块5带动液压缸6移动时，活塞7受到试件3的拉力而有从液压缸6抽离的趋势，从而使液压缸6内液压产生变化，而由于各液压缸6均与液压管9连接，且液压缸6的内腔与液压管9的管腔连通，所以各液压缸6内液压是相同，各液压缸6内液压变化自然也是一致的，所以，各拉伸方向上对试件3的拉力也是一样的，这样能很好的保证试件3的每个拉伸方向力的均匀性，避免了试件3的变形不均匀。同时，测量机构测试液压管内液压值，该液压值也是液压缸的液压值，该液压值能够转化成每一个活塞7上拉力的变化，从而达到测量试验过程中拉力的变化。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。