一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置的制作方法

本发明涉及弹性圆柱开口销领域，具体涉及一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置。

背景技术：

弹性圆柱开口销是机械零件装配中常用的一种联接零件，常用于零件之间的定位、连接、固定等。弹性圆柱开口销需具备良好的弹性及抗剪切力，故常常需要研究弹性圆柱开口销的性能以及抗破坏能力。而目前大多数学者在研究弹性圆柱开口销的性能以及抗破坏能力时，都是基于仿真软件进行简化后的仿真模拟，所以提供一种试验装置，可以更好地模拟实际工况，通过此试验装置可以测量弹性圆柱开口销应力和切向刚度，并可以从试验所测结果验证有限元模型的正确性，从而可以更好地研究弹性圆柱开口销的性能以及抗破坏能力。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置,可通过此试验装置对弹性圆柱开口销进行加载，模拟实际工况，得到弹性圆柱开口销受载下的切向刚度曲线，同时通过粘贴在弹性圆柱开口销上的应变片，测算出弹性圆柱开口销受载时应力，验证有限元模型的正确性，从而可以更好地研究弹性圆柱开口销的弹性性能以及抗破坏能力。

本发明提供一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置，包括试验台加载器，试验台加载圆台，弹性圆柱开口销上夹具，弹性圆柱开口销下夹具，试验台定位夹具，试验台基座，试验台。

本发明专利采用的技术方案是：一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置。包括：试验台、试验台加载器、试验台加载器夹具、弹性圆柱开口销上夹具、弹性圆柱开口销、弹性圆柱开口销下夹具、试验台定位夹具、试验台基座。

所述弹性圆柱开口销上夹具用来传递来自试验加载器载荷给弹性圆柱开口销。弹性圆柱开口销上夹具和下夹具结构相同，均一侧为平面，另一侧为中间开有半圆槽的平面，上下夹具合起来为中间一通孔的长方体，通孔的孔径为弹性圆柱销的标准直径，小于弹性圆柱开口销未压装时的外径。弹性圆柱开口销上、下夹具未加工前为一个长方体，先在长方体中心处加工一个与弹性圆柱开口销标准直径的通孔，然后沿着长方体水平对称面线切割割开。试验时将弹性圆柱开口销放置在孔内，合上加载夹具上下两部分即可对弹性圆柱开口销径向均匀加载。

试验时将弹性圆柱开口销放置在下夹具的孔内，销开口的方向对准上下夹具的对称面，合上上夹具；弹性圆柱开口销上、下夹具和弹性圆柱开口销整体放置在试验台定位夹具上，由试验台加载器通过试验台加载器夹具对弹性圆柱开口销上夹具加载，弹性圆柱开口销上夹具传递试验台加载器载荷给弹性圆柱开口销，即可对弹性圆柱开口销径向均匀加载，还原圆柱销受切向力载荷实际状况。通过伺服系统控制加载大小与时间，对弹性圆柱开口销进行加载，通过试验机伺服系统获得试验台加载器夹具加载力的大小和试验台加载器夹具在加载力方向上的位移，根据刚度的定义可得到弹性圆柱开口销受载下的切向刚度曲线，同时通过贴置在弹性圆柱开口销内部的应变片，经过计算，即可得到弹性圆柱开口销受载时的应力。

所述的弹性圆柱开口销在测量之前在弹性圆柱开口销正对开口处的内外侧表面均加工出一个小平面，以便容纳应变片和接线端子,测试中应变片选用微型片，应变结果取内外表面应变平均值。

所述试验台加载器夹具为试验台中用来给弹性圆柱开口销加载的装置，试验中，启动装置后，由试验台加载器夹具经过上夹具传递载荷给弹性圆柱开口销。

所述试验台定位夹具为试验台中用来放置弹性圆柱开口销及其上下夹具的装置，通过试验台加载器夹具进行加载。

所述试验台基座用来固定试验台定位夹具，通过试验台定位夹具底部螺栓孔进行固定。

所述试验台采用万能试验机作为实验仪器。

如上所述，本发明提供的一种测弹性圆柱开口销切向刚度和应力的试验装置，具有如下有益效果：对弹性圆柱开口销进行加载后，通过试验机伺服系统获得加载力的大小和弹性圆柱开口销在加载力方向上的位移，可得到弹性圆柱开口销受载下的切向刚度曲线。同时通过贴置在弹性圆柱开口销内部的应变片，可得到弹性圆柱开口销受载时的应力，从而研究弹性圆柱开口销的弹性性能以及抗破坏能力。

附图说明：

图1是一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置试验台整体结构示意图。

图2是一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置安装加载结构示意图。

图3是弹性圆柱开口销上、下夹具结构示意图。

图4是弹性圆柱开口销上、下夹具加工示意图。

图5是测得的弹性圆柱开口销受载后的切向刚度曲线图。

图6是弹性圆柱开口销结构及应变片粘贴位置示意图。

图中：1-试验台加载器，2-试验台加载器夹具，3-弹性圆柱开口销上夹具，4-弹性圆柱开口销，5-弹性圆柱开口销下夹具，6-试验台定位夹具，7-试验台基座,8-试验台。

具体实施方式：

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明提供一种测弹性圆柱开口销应力应变的实验装置，包括试验台加载器1，试验台加载器夹具2，弹性圆柱开口销上夹具3，弹性圆柱开口销4，弹性圆柱开口销下夹具5，试验台定位夹具6，试验台基座7和试验台8。

所述试验台加载器夹具2用来对弹性圆柱开口销4加载，由试验台加载器夹具2经过弹性圆柱开口销上、下夹具（3,5）传递载荷给弹性圆柱开口销4。所述弹性圆柱开口销上夹具3传递来自试验台加载器夹具2的载荷给弹性圆柱开口销4。

如图3所示，弹性圆柱开口销上、下夹具（3,5）一端为平面，另一端为中间开有半圆形槽形的平面，整体合起来为中间带孔的长方体。试验时将弹性圆柱开口销4放置在孔内，销开口的方向对准上下夹具的对称面，合上弹性圆柱开口销上夹具3、弹性圆柱开口销下夹具5两部分，即可对弹性圆柱开口销径向均匀加载，从而得到弹性圆柱开口销受载后的应力应变曲线图。

本发明的一种测弹性圆柱开口销应力应变的实验装置，包括如下步骤：

（1）将弹性圆柱开口销上、下夹具根据图3、图4加工好；

（2）将所测弹性圆柱开口销4放入弹性圆柱开口销上夹具3、弹性圆柱开口销下夹具5孔中，销开口的方向对准上下夹具的对称面，并合上弹性圆柱开口销上、下夹具（3，5）；

（3）将上述加载夹具及弹性圆柱开口销4整体放置在试验台定位夹具6；

（4）启动试验台进行加载，载荷经试验台加载器夹具2由下夹具（3）传递给弹性圆柱开口销4；

（5）得到弹性圆柱开口销4载荷—应力图和载荷—位移图；

根据以上步骤，测完数据以后，可以通过伺服系统控制加载大小与时间，对弹性圆柱开口销4进行加载，通过试验机8伺服系统获得试验台加载器夹具2加载力的大小和弹性圆柱开口销在切向力方向上的位移，可得到弹性圆柱开口销4受载下的切向刚度曲线，同时通过贴置在弹性圆柱开口销4内部的应变片，经过计算，即可得到弹性圆柱开口销）受载时的应力，从而研究弹性圆柱开口销4的性能以及抗破坏能力。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种弹性圆柱开口销切向刚度和应力的测量装置，包括试验台加载器，试验台加载圆台，弹性圆柱开口销上夹具，弹性圆柱开口销下夹具，试验台定位夹具，试验台基座，试验台。可通过此试验装置对弹性圆柱开口销进行加载，模拟实际工况，得到弹性圆柱开口销受载下的切向刚度曲线，同时通过粘贴在弹性圆柱开口销上的应变片，测算出弹性圆柱开口销受载时应力，通过此试验装置可以测量弹性圆柱开口销应力和切向刚度，并可以从试验所测结果验证有限元模型的正确性，从而可以更好地研究弹性圆柱开口销的性能以及抗破坏能力。

技术研发人员：胡聪芳;沈成功;刘佳佳;陈慧敏;张俊强
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2018.10.11
技术公布日：2019.02.22