专利名称：一种大功率高速拉伸试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于材料的动态性能测试技术领域，具体是一种大功率高速拉伸试验装置。
二背景技术：
弹性橡胶在短距拦截过程中起到吸收能量的作用，但由于整个拦截过程作用时间 较短，属于瞬态过程，弹性拦阻索在拦阻过程中受到的是动态载荷，因此其在动态载 荷下的拉伸力学性能是拦阻机构设计的关键。常规的实验方法只能获得其在静态载荷
下的力学性能，测量材料动态拉伸力学性能的Hopkinson拉杆实验装置只能对试样施 加较小伸长量。由于弹性索类超弹性材料的极限伸长很大，传统的加载方法很难保证 在恒拉伸速率下对该类材料施加很大的拉伸位移，也无法获得类似于弹性索这样的超 弹性材料在动态载荷下完整的力学特性。
三、 发明的内容
为克服现有技术中存在的不能获得弹性索类超弹性材料在动态载荷下完整的力学 特性的不足，本发明提出了一种大功率高速拉伸试验装置。
为实现上述目的，本发明采用大功率高速电机，包括调速电机、联轴器、质量盘、 离合器、转盘、牵引钢丝绳、前拉伸夹具、后拉伸夹具、支架和载荷传感器，其中， 载荷传感器的一端固定在支架上，另一端与后拉伸夹具固连。在支架的水平平板上， 固定安装有一剖面为"凹"形的导向槽，前拉伸夹具安装在该导向槽内，并能够沿导 向槽运动；导向槽两侧有连续位移测量系统，以测量拉伸变形。调速电机通过联轴器 与质量盘的轴一端相连，质量盘轴的另一端通过离合器与周向具有凹槽的转盘相连； 牵引钢丝绳的一端固连在转盘的凹槽底部，另一端固定在前拉伸夹具的前端。试样安 装在前拉伸夹具和后拉伸夹具之间。当牵引钢丝绳拉紧时，试验系统的牵引钢丝绳、 前拉伸夹具、试样、后拉伸夹具和载荷传感器的中心线应处在同一水平线上。载荷传 感器和连续位移测量系统的输出信号接入数据采集系统。
当电机以较高转速转动时，与电机同轴连接的转盘的外沿将具有较高的线速度， 与转盘固连的牵引钢丝绳将高速缠绕在转盘上，同时带动试样沿牵引钢丝绳钢丝方向 运动，使试样发生变形。由于电机能够长时间加载，解决了采用Hopkinson拉杆等加载装置时无法对试样施加大的拉伸量的问题。试样所承受的拉伸载荷用载荷传感器测 量，由于试样的伸长与前拉伸夹具沿导向槽移动的距离相同，因此用连续位移测量系 统测量前拉伸夹具沿导向槽移动的距离来间接获得试样的伸长量，这样可以得到超弹 性材料在高速拉伸时的力学性能。此外，根据不同的拉伸速率要求，调整电机的转速 就可以对试样施加不同拉伸速率。本发明所提出的超弹性材料高速拉伸试验方法原理
简单、容易实现、操作简便，试验数据可靠，能够解决采用H叩kinson拉杆等加载装 置时无法对试样施加大的伸长量的问题，获得类似橡胶这样的超弹性材料完整的高速 拉伸性能。
四
图1为本发明的超弹性材料高速拉伸试验方法实验装置的结构示意图
图2为本发明中前拉伸夹具、导向槽和连续位移测量系统的相对安装高度示意图 其中
I. 支架 2.载荷传感器 3.后拉伸夹具 4.试样 5.前拉伸夹具 6.导向凹槽 7.牵引钢丝绳 8.转盘 9.离合器 10.质量盘
II. 联轴器12.调速电机 13.连续位移测量系统 14.数据采集系统
五具体实施方式
本实施例采用大功率高速电机作为加载装置的弹性索高速拉伸装置，包括调速电 机12、联轴器ll、质量盘10、离合器9、转盘8、牵引钢丝绳7、导向凹槽6、前拉 伸夹具5、试样4、后拉伸夹具3、载荷传感器2、支架l、连续位移测量系统13和数 据采集系统14。本实施例中采用激光连续位移测量系统作为连续位移测量系统13。
在具体实施中，将载荷传感器2的一端固定在支架1上，另一端与后拉伸夹具3 固连。在支架1的水平平板上，固定安装有一纵向剖面为"凹"形的导向槽6，前拉 伸夹具5安装在导向槽6内，并能够沿该导向槽运动，且其上表面露出导向槽的顶部； 连续位移测量系统13安装在导向槽6的两侧，发出的水平线光源的高度略高于导向槽 6的顶部，但低于前拉伸夹具5上表面的高度，这样可通过测量前拉伸夹具5沿导向 槽6移动的距离来获得试样4的拉伸变形。调速电机12通过联轴器11与质量盘10 的轴一端相连，该质量盘轴的另一端通过离合器9与周向具有凹槽的转盘8相连；牵 引钢丝绳7的一端固连在转盘8圆周上的凹槽底部，另一端固定在前拉伸夹具5的前端。试样安装在前拉伸夹具5和后拉伸夹具3之间。当牵引钢丝绳7拉紧时，试验系
统的牵引钢丝绳7、前拉伸夹具5、试样4、后拉伸夹具3和载荷传感器2的中心线应 处在同一水平线上。载荷传感器2和连续位移测量系统13的输出信号接入数据采集系 统14。
如图2，在本例中，由于连续位移测量系统13是通过测量其发出的线光源被遮挡 的长度来获得前拉伸夹具5的位移，因此安装时应保证连续位移测量系统13发出的水 平线光源的高度略高于导向槽6的顶部，但同时低于前拉伸夹具5上表面的高度，而 前拉伸夹具5上表面露出导向槽6以保证其移动时能够遮挡激光。
权利要求1.一种大功率高速拉伸试验装置，其特征在于，该装置包括调速电机(12)、联轴器(11)、质量盘(10)、离合器(9)、转盘(8)、牵引钢丝绳(7)、导向槽(6)、前拉伸夹具(5)、试样(4)、后拉伸夹具(3)、载荷传感器(2)、支架(1)、连续位移测量系统(13)和数据采集系统(14)，将载荷传感器(2)的一端固定在支架(1)上，另一端与后拉伸夹具(3)固连；前拉伸夹具(5)安装在导向槽(6)内，并能够沿该导向槽运动；导向槽(6)的两侧有连续位移测量系统(13)；调速电机(12)通过联轴器(11)与质量盘(10)的轴一端相连；质量盘(10)轴的另一端通过离合器(9)与转盘(8)相连；牵引钢丝绳(7)的一端与转盘(8)固连，另一端与前拉伸夹具(5)固连；试样安装在前拉伸夹具(5)和后拉伸夹具(3)之间；牵引钢丝绳(7)、前拉伸夹具(5)、试样(4)、后拉伸夹具(3)和载荷传感器(2)的中心线应处在同一水平线上。
2. 如权利要求1所述大功率高速拉伸试验装置，其特征在于转盘(8)的圆周表面有 凹槽。
3. 如权利要求1所述大功率高速拉伸试验装置，其特征在于导向槽(6)被安装在支 架(1)的水平板上。
专利摘要本实用新型是一种大功率高速拉伸试验装置，将调速电机(12)通过联轴器(11)与质量盘(10)相连，质量盘通过离合器(9)与转盘(8)相连；牵引钢丝绳(7)两端分别与转盘(8)和前拉伸夹具(5)固连。试样(4)安装在前拉伸夹具(5)和后拉伸夹具(3)之间。牵引钢丝绳(7)、前拉伸夹具(5)、试样(4)、后拉伸夹具(3)和载荷传感器(2)的中心线处于同一平面。当调速电机(12)以较高转速转动时，与调速电机(12)同轴连接的转盘(8)的外沿将具有较高的线速度，将带动牵引钢丝绳(7)高速缠绕在转盘(8)上，同时带动试样(4)沿牵引钢丝(7)绳(7)钢丝方向运动，使试样(4)发生变形，解决了采用Hopkinson拉杆等加载装置时无法对试样施加大的伸长量的问题，具有操作简便，试验数据可靠的特点。
文档编号G01N3/00GK201159702SQ200820028310
公开日2008年12月3日 申请日期2008年2月4日 优先权日2008年2月4日
发明者李玉龙, 涛 索, 峰 赵, 郭伟国, 陈春林 申请人:西北工业大学