一种拉伸卸载试验装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种拉伸卸载试验装置，包括用于安装测试试件的一端部的第一安装机构、用于安装所述试件的另一端部的第二安装机构、一端部与所述第二安装机构固定连接的加载件、与所述第一安装机构固定连接而与所述第二安装机构滑动连接的限位块，所述限位块沿其长度方向开设有凹槽，所述第二安装机构位于所述凹槽内并沿所述凹槽滑动，所述加载件的另一端部穿出所述限位块并与所述限位块滑动地设置，所述第一安装机构在宽度方向的中心面、所述第二安装机构在宽度方向的中心面、所述限位块在宽度方向的中心面和所述加载件在宽度方向的中心面均同平面。本发明的拉伸卸载试验装置能够实现在中、高应变率下拉伸试验的连续加卸载。
【专利说明】一种拉伸卸载试验装置
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及一种拉伸卸载试验装置，属于材料力学性能测试与表征领域，用于汽车、航空等行业。
【背景技术】
[0002]在高强钢、高分子材料、塑料等车用材料的力学测试中，往往需要测试材料的卸载特性。目前，对于材料卸载特性的测试，通常是在通过电机实现闭环控制，能够实现连续加卸载的电子万能试验机上完成。但是，电子万能试验机只能实现准静态或较低应变率下的试验。实际中，对于高强钢、高分子材料、塑料等车用材料，我们更需要关注的则是材料在中、高应变率加载下的力学特性。而对于能够实现中、高应变率加载的中、高速拉伸试验机，一般是液压系统，通过开环控制进行单方向的加载，难以实现连续加卸载。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能够实现在中、高应变率下连续加卸载的拉伸卸载试验装置。
[0004]为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种拉伸卸载试验装置，包括用于安装测试试件的一端部的第一安装机构、用于安装所述试件的另一端部的第二安装机构、一端部与所述第二安装机构固定连接的加载件、与所述第一安装机构固定连接而与所述第二安装机构滑动连接的限位块，所述限位块沿其长度方向开设有凹槽，所述第二安装机构位于所述凹槽内并沿所述凹槽滑动，所述加载件的另一端部穿出所述限位块并与所述限位块滑动地设置，所述第一安装机构在宽度方向的中心面、所述第二安装机构在宽度方向的中心面、所述限位块在宽度方向的中心面和所述加载件在宽度方向的中心面均同平面。
[0005]所述第一安装机构包括第一安装部，所述第一安装部沿其长度方向开设有用于放置所述试件的一端部的第一安装槽，在所述第一安装部的一端部且位于所述第一安装部宽度方向的中心线上开设有第一缺口，所述第一缺口与所述第一安装槽连通，所述第一缺口的宽度小于所述第一安装槽的宽度，所述第一安装机构还包括设置在所述第一安装槽上方的第一盖板，所述第一盖板紧贴所述第一安装部的表面且通过多个第一紧固件与所述第一安装部固定连接。
[0006]所述第一安装部的一端部与所述限位块固定连接，在所述第一安装部的一端部的二侧对称设有连接柱，所述限位块在与所述连接柱的对应的位置开设有连接孔，所述连接柱具有外螺纹，所述连接柱上设有螺母，并且所述连接柱依次穿过所述连接孔和所述螺母将所述第一安装部与所述限位块连接。
[0007]在所述限位块相对称的二侧面上开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述连接孔连通，所述螺纹孔内设有用于将所述限位块与所述连接柱固定连接的螺栓。
[0008]所述二侧面上沿所述限位块的长度方向开设有多个螺纹孔，每个所述螺纹孔对应设有一个螺栓。
[0009]所述第一安装机构还包括设置在所述第一盖板和所述试件的一端部之间用于消除所述试件的一端部与所述第一盖板之间的间隙的第一垫片、设置在所述第一安装槽底部用于调整所述试件的一端部在所述第一安装槽高度方向位置的第二垫片。
[0010]所述第二安装机构包括第二安装部，所述第二安装部沿其长度方向开设有用于放置所述试件的另一端部的第二安装槽，在所述第二安装部的一端部且位于所述第二安装部宽度方向的中心线上开设有第二缺口，所述第二缺口与所述第二安装槽连通，所述第二缺口的宽度小于所述第二安装槽的宽度，所述第二安装机构还包括设置在所述第二安装槽上方的第二盖板，所述第二盖板紧贴所述第二安装部的表面且通过多个第二紧固件与所述第二安装部固定连接。
[0011]所述第二安装部与所述加载件固定连接，所述加载件的一端部位于所述第二安装槽内，在所述第二安装部的另一端部且位于所述第二安装部宽度方向的中心线上开设有第三缺口，所述第三缺口与所述二安装槽连通，所述第三缺口的宽度小于所述第二安装槽的宽度，所述加载件的另一端部从所述第三缺口伸出所述第二安装部。
[0012]所述第二安装机构还包括设置在所述第二盖板和所述试件的另一端部之间用于消除所述试件的另一端部与所述第二盖板之间的间隙的第三垫片、设置在所述第二安装槽底部用于调整所述试件的另一端部在所述第二安装槽高度方向位置的第四垫片。
[0013]所述加载件的未与所述第二安装机构相连的部位上的对称二侧面开设有第四缺□。
[0014]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:
本发明的拉伸卸载试验装置针对不同的试件材料不仅可以通过设置限位块与第一安装机构的连接位置实现可控位移的卸载装置，也可以去掉限位块，简化为简单的力控制卸
载装置。
[0015]本发明的拉伸卸载试验装置实现了中、高应变率下拉伸试验的连续加卸载。
[0016]本发明拉伸卸载试验装置结构简单、操作方便、制造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明拉伸卸载试验装置的正视示意图；
图2为图1中A-A向首I]视不意图；
图3为本发明拉伸卸载试验装置的左视示意图；
图4为本发明拉伸卸载试验装置的等轴侧视示意图(未显示试件和盖板)；
图中:1、第一安装部；2、第一盖板；3、第一紧固件；4、第一缺口 ；5、第一安装槽；6、连接柱；7、试件；8、第二安装部；9、第二缺口 ；10、第二安装槽；11、第二盖板；12、第二紧固件；13、第三缺口 ； 14、限位块；15、凹槽；16、螺母；17、螺栓；18、加载件；19、第四缺口 ；20、第一垫片；21、第二垫片；22、第三垫片；23、第四垫片；24、凸起部。
【具体实施方式】
[0018]下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
[0019]如附图f 4所示，一种拉伸卸载试验装置，包括用于安装测试试件7的一端部的第一安装机构、用于安装试件7的另一端部的第二安装机构、一端部与第二安装机构固定连接的加载件18、与第一安装机构固定连接而与第二安装机构滑动连接的限位块14，限位块14沿其长度方向开设有凹槽15，第二安装机构位于凹槽15内并沿凹槽15滑动，加载件18的另一端部穿出限位块14并与限位块14滑动地设置，第一安装机构在宽度方向的中心面、第二安装机构在宽度方向的中心面、限位块14在宽度方向的中心面和加载件18在宽度方向的中心面均同平面。凹槽15靠近第一安装机构的一端与限位块14的外界相连通，而凹槽15的另一端具有限位部，限位部上开设有通孔，加载件18的另一端部从该通孔伸出限位块14。
[0020]本实施例中，第一安装机构包括第一安装部I，第一安装部I沿其长度方向开设有用于放置试件7的一端部的第一安装槽5，在第一安装部I的一端部且位于第一安装部I宽度方向的中心线上开设有第一缺口 4，第一缺口 4的宽度小于第一安装槽5的宽度。试件7的部分从第一缺口 4伸出第一安装部I。第一安装机构还包括设置在第一安装槽5上方的第一盖板2，第一盖板2紧贴第一安装部I的表面且通过多个第一紧固件3与第一安装部I固定连接。
[0021]具体设置时，第一安装部I的一端部与限位块14固定连接，在第一安装部I的一端部的二侧对称设有连接柱6，限位块14在与连接柱6对应的位置开设有连接孔，连接柱6具有外螺纹，连接柱6上设有螺母16，并且连接柱6依次穿过连接孔和螺母16将第一安装部I与限位块14连接。为了使得限位块14与第一安装部I之间的连接更加稳定，在限位块14沿其长度方向的相对称的二侧面开设有螺纹孔，螺纹孔与连接孔连通，螺纹孔内设有用于将限位块14与连接柱6固定连接的螺栓17。二侧面上沿限位块14的长度方向开设有多个螺纹孔，每个螺纹孔对应设有一个螺栓。具体地，每个侧面设有3个螺纹孔。为了该拉伸卸载试验装置更便于使用，在第一安装部I的另一端部上设有沿第一安装部I长度方向延伸的凸起部24，更好的，凸起部24的宽度和厚度与加载件18的宽度和厚度一致，且位于加载件18长度方向的延长线上。
[0022]第一安装机构还包括设置在第一盖板2和试件7的一端部之间用于消除试件7的一端部与第一盖板2之间的间隙的第一垫片20、设置在第一安装槽5底部用于调整试件7的一端部在第一安装槽5高度方向位置的第二垫片21。
[0023]本实施例中，第二安装机构包括第二安装部8，第二安装部8沿其长度方向开设有用于放置试件7的另一端部的第二安装槽10，在第二安装部8的一端部且位于第二安装部8宽度方向的中心线上开设有第二缺口 9，第二缺口 9与第二安装槽10连通，第二缺口 9的宽度小于第二安装槽10的宽度。试件7的部分从第二缺口 9伸出第二安装部8。第二安装机构还包括设置在第二安装槽10上方的第二盖板11，第二盖板11紧贴第二安装部8的表面且通过多个第二紧固件12与第二安装部8固定连接。
[0024]具体设置时，第二安装部8与加载件18固定连接，加载件18的一端部位于第二安装槽10内，在第二安装部8的另一端部且位于第二安装部8宽度方向的中心线上开设有第三缺口 13，第三缺口 13与第二安装槽10连通，第三缺口 13的宽度小于第二安装槽10的宽度，加载件18的另一端部从第三缺口 13伸出第二安装部8。
[0025]第二安装机构还包括设置在第二盖板11和试件7之间用于消除试件7的另一端部与第二盖板11之间的间隙的第三垫片22、设置在第二安装槽10底部用于调整试件7的另一端部在第二安装槽10高度方向位置的第四垫片23。
[0026]本实施例中，加载件18的未与第二安装机构相连的部位的对称二侧面上开设有第四缺口 19。具体地，第四缺口 19对称开设有2个。
[0027]本实施例中，凹槽15、第一安装槽5和第二安装槽10三者的槽口同侧。
[0028]本发明具体使用时，处理试件7的厚度与加载件18的厚度同厚度，选择第一垫片20、第二垫片21、第三垫片22和第四垫片23，先将第一垫片20、试件7的一端部和第二垫片21依次放入第一安装槽5内，试件7的中间部分从第一缺口 4处伸出第一安装部1，然后将第一盖板2通过第一紧固件3与第一安装部I锁紧。然后将第三垫片22、试件7的另一端部、加载件18的一端部和第四垫片23依次放入第二安装槽10内，并且将加载件18的一端部和试件7的另一端部对齐，然后将第二盖板11通过第二紧固件12与第二安装部8锁紧。然后将连接柱6穿过连接孔，让第二安装部8滑入凹槽15内并且让加载件18的另一端部从限位块14上限位部的通孔伸出限位块14。然后调节限位块14与连接柱6的连接位置，旋上螺母16及螺栓17将限位块14固定。安装过程中，加载件18厚度方向的中心面需与试件7厚度方向的中心面同面。
[0029]测量试件7的卸载时，将本发明的拉伸卸载装置安装到试验机上进行测试，具体地，将凸起部24固定在试验机底座上，加载件18的另一端部固定在试验机的加载夹头上。当加载件18受到加载时，将通过第二安装部8给试件7传递加载力，实现加载。当第一安装部8上升到给定位移时，由于限位块14的限制，第二安装部8停止上升，试件7保持原受力状态。另一方面，随着加载力的进一步增加，加载件18将在第四缺口 19处出现断裂，从而实现对试件7的卸载。
[0030]本发明的拉伸卸载试验装置的加载件18可以通过采用不同的第四缺口 19大小来控制卸载力，而第四缺口 19的大小可以通过一定量的缺口大小的拉伸试验获取该材料在不同缺口大小下的拉伸强度来确定。
[0031]本发明的拉伸卸载试验装置可以是位移控制卸载，即通过限位块14在连接柱6上的连接位置来控制第二安装部8的滑动距离，使得试件7拉伸到一定位移时，试件7不再被拉伸，而加载件18继续进行拉伸，最后加载件18断裂实现卸载；也可以是力控制卸载，即去掉限位块14，紧靠加载件18上的第四缺口 19的大小来控制卸载力的大小。
[0032]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。
【权利要求】
1.一种拉伸卸载试验装置，其特征在于，包括用于安装测试试件的一端部的第一安装机构、用于安装所述试件的另一端部的第二安装机构、一端部与所述第二安装机构固定连接的加载件、与所述第一安装机构固定连接而与所述第二安装机构滑动连接的限位块，所述限位块沿其长度方向开设有凹槽，所述第二安装机构位于所述凹槽内并沿所述凹槽滑动，所述加载件的另一端部穿出所述限位块并与所述限位块滑动地设置，所述第一安装机构在宽度方向的中心面、所述第二安装机构在宽度方向的中心面、所述限位块在宽度方向的中心面和所述加载件在宽度方向的中心面均同平面。
2.根据权利要求1所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，所述第一安装机构包括第一安装部，所述第一安装部沿其长度方向开设有用于放置所述试件的一端部的第一安装槽，在所述第一安装部的一端部且位于所述第一安装部宽度方向的中心线上开设有第一缺口，所述第一缺口与所述第一安装槽连通，所述第一缺口的宽度小于所述第一安装槽的宽度，所述第一安装机构还包括设置在所述第一安装槽上方的第一盖板，所述第一盖板紧贴所述第一安装部的表面且通过多个第一紧固件与所述第一安装部固定连接。
3.根据权利要求2所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，所述第一安装部的一端部与所述限位块固定连接，在所述第一安装部的一端部的二侧对称设有连接柱，所述限位块在与所述连接柱的对应的位置开设有连接孔，所述连接柱具有外螺纹，所述连接柱上设有螺母，并且所述连接柱依次穿过所述连接孔和所述螺母将所述第一安装部与所述限位块连接。
4.根据权利要求3所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，在所述限位块相对称的二侧面上开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述连接孔连通，所述螺纹孔内设有用于将所述限位块与所述连接柱固定连接的螺栓。
5.根据权利要求4所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，所述二侧面上沿所述限位块的长度方向开设有多个螺纹孔，每个所述螺纹孔对应设有一个螺栓。
6.根据权利要求2所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，所述第一安装机构还包括设置在所述第一盖板和所述试件的一端部之间用于消除所述试件的一端部与所述第一盖板之间的间隙的第一垫片、设置在所述第一安装槽底部用于调整所述试件的一端部在所述第一安装槽高度方向位置的第二垫片。
7.根据权利要求1所述的卸载试验装置，其特征在于，所述第二安装机构包括第二安装部，所述第二安装部沿其长度方向开设有用于放置所述试件的另一端部的第二安装槽，在所述第二安装部的一端部且位于所述第二安装部宽度方向的中心线上开设有第二缺口，所述第二缺口与所述第二安装槽连通，所述第二缺口的宽度小于所述第二安装槽的宽度，所述第二安装机构还包括设置在所述第二安装槽上方的第二盖板，所述第二盖板紧贴所述第二安装部的表面且通过多个第二紧固件与所述第二安装部固定连接。
8.根据权利要求7所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，所述第二安装部与所述加载件固定连接，所述加载件的一端部位于所述第二安装槽内，在所述第二安装部的另一端部且位于所述第二安装部宽度方向的中心线上开设有第三缺口，所述第三缺口与所述二安装槽连通，所述第三缺口的宽度小于所述第二安装槽的宽度，所述加载件的另一端部从所述第三缺口伸出所述第二安装部。
9.根据权利要求7所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，所述第二安装机构还包括设置在所述第二盖板和所述试件的另一端部之间用于消除所述试件的另一端部与所述第二盖板之间的间隙的第三垫片、设置在所述第二安装槽底部用于调整所述试件的另一端部在所述第二安装槽高度方向位置的第四垫片。
10.根据权利要求1所述的拉伸卸载试验装置，其特征在于，所述加载件的未与所述第二安装机构相连的部位上的对称二侧面开设有第四缺口。
【文档编号】G01N3/08GK103528890SQ201310552574
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】夏勇, 赖兴华, 尹斌, 周青 申请人:清华大学苏州汽车研究院（相城）