一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置

1.本实用新型属于超轻镁锂合金监测领域，具体涉及一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置。


背景技术：

2.镁锂合金，是目前结构金属材料中最轻的一种合金。相对密度为1.30～1.65t/m3，强度较高，特别是压缩屈服强度显著高于其他镁合金。具有良好的塑性和韧性(包括低温韧性)，缺口敏感性小，容易加工和焊接。这类合金按组织不同可分为三类：α型合金(含有4.5％～6.0％锂和5.0％～6.0％铝，余为镁)、α+β型合金(含有7.0％～10.0％锂，4.0％～6.0％铝，余为镁)和β型合金(含有10.0％～11.5％锂，0.5％～1.0％铝，余为镁)。为了提高强度，还往往加入锌、锰、镉、铈等元素。这类合金可以通过热处理进行强化。虽然镁锂合金的性能各项较优，但是由于锂的化学性质活泼，熔铸工艺比较复杂；抗蚀性低于其他镁合金，且有较严重的应力腐蚀倾向，因此在实际应用中都会与其他金属进行配合组成新的结构再投入使用，对于新结构使再用前需要进行强度的测试，常见的强度测试装置仅是单点施压或是单面施压无法对样品进行多点多位置的冲击强度测试，测试得出的数据较为有限，无法准确的得到结构中不同区域的强度参数，因此研发一种可以进行多点位冲击的强度测试装置是很符合实际应用的。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决现有强度测试装置仅是单点施压或是单面施压无法对样品进行多点多位置的冲击强度测试，测试得出的数据较为有限，无法准确的得到超轻镁锂合金结构中不同区域的强度参数的问题，进而提供一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置；
4.一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置，所述测试装置包括一个底板、两个伸缩夹紧机构和一个冲击动作机构，所述两个伸缩夹紧机构同轴相对设置在底板上，且每个伸缩夹紧机构与底板的上表面固定连接，冲击动作机构设置在两个伸缩夹紧机构的一侧，且冲击动作机构的冲击动作端朝向两个伸缩夹紧机构设置，冲击动作机构固接在底板上；
5.所述伸缩夹紧机构包括竖直立板、一号液压缸、一号连接板、安装板和两个夹紧单元，所述竖直立板的一端与底板的上表面固定连接，竖直立板的外侧设有支撑套，支撑套的一端与竖直立板固定连接，竖直立板上加工有与支撑套同轴设置的通孔，一号液压缸设置在支撑套的另一端上，且一号液压缸的缸体与支撑套的另一端固定连接，一号液压缸的活塞杆端依次穿过支撑套和竖直立板并与设置在竖直立板内侧的一号连接板的一端固定连接，安装板的一端与一号连接板的另一端固定连接，两个夹紧单元上下相对设置在安装板的另一端上，且每个夹紧单元与安装板的另一端固定连接；
6.所述冲击动作机构包括固定板、二号丝杠、二号滑块、两个带轴承的轴承座、二号
电机、二号液压缸、固定座、三号液压缸和施压头，所述固定板固接在底板的上表面上，两个带轴承的轴承座沿固定板的长度相对设置在固定板的上表面上，且每个带轴承的轴承座与固定板的上表面固定连接，二号丝杠设置在两个带轴承的轴承座上，且二号丝杠的两端分别延伸至对应带轴承的轴承座的外侧，二号电机设置在一个带轴承的轴承座的外侧，且二号电机的壳体与固定板的上表面固定连接，二号电机的输出轴通过联轴器与二号丝杠的一端相连，二号滑块设置在两个带轴承的轴承座之间，且二号滑块与二号丝杠滑动连接，二号液压缸沿竖直方向设置在二号滑块的上表面上，且二号液压缸的缸体与二号滑块固定连接，二号液压缸的活塞杆端部固接有固定座，三号液压缸设置在固定座上，且三号液压缸的轴线与二号液压缸的轴线垂直设置，三号液压缸的活塞杆端朝向两个伸缩夹紧机构设置，三号液压缸的活塞杆端设有施压头；
7.进一步地，所述夹紧单元包括支撑平台、两个一号电机、两根一号丝杠、两个丝杆支座和两个夹持块组件，所述支撑平台水平设置在竖直立板的内侧，且支撑平台与竖直立板固定连接，两个一号电机相对设置在支撑平台的两端，且每个一号电机的壳体与支撑平台固定连接，两个丝杆支座相对设置在支撑平台内，且每个丝杆支座与竖直立板的内侧固定连接，每根一号丝杠设置在一个一号电机和距离其最近的丝杆支座之间，每根一号丝杠的一端插设在一个丝杆支座上，一号丝杠与丝杆支座之间设有轴承，一号丝杠与轴承的轴承内圈固定连接，丝杆支座与轴承的轴承外圈固定连接，每根一号丝杠的另一端穿过支撑平台的端壁并通过联轴器与一个一号电机的输出轴相连，每个夹持块组件的滑动端设置在支撑平台内，并与一根一号丝杠滑动连接，每个夹持块组件的夹持端设置在支撑平台外，且两个夹持块组件的夹持端相对设置；
8.进一步地，所述支撑平台上沿支撑平台的长度方向依次加工有两个水平导向槽，每个夹持块组件设置在一个导向槽中，且夹持块组件可沿导向槽的长度方向滑动；
9.进一步地，所述夹持块组件包括一号滑块、二号连接板、放置板、底座和夹持块，所述一号滑块设置在支撑平台内，一号滑块与一根一号丝杠滑动连接，二号连接板设置在支撑平台上的一个水平导向槽中，二号连接板的一端与一号滑块固定连接，二号连接板的另一端与放置板的一端固定连接，底座固接在放置板的另一端上，夹持块安装在底座上，且夹持块的轴线与底座的轴线垂直设置；
10.进一步地，所述夹持块与被测件的接触面设有防滑凸起；
11.进一步地，所述施压头与被测件的接触面为球面。
12.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
13.1、本实用新型提供的一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置，其中的冲击动力装置通过丝杠机构进行横向调节，通过二号液压缸可以进行纵向调节，通过三号液压缸进行前后进给，实现了x、y和z三向的调节，可以对于镁锂合金结构的单侧进行多点强度测试，相比与传统的强度测试装置的单点单侧得出数据更为全面，也可以通过数据直接得出被测件的中心处和边缘处的强度变化，从而更好的得到结构整体的强度性能。
14.2、本实用新型提供的一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置，其中夹持部件采用双丝杠带动夹持块进行夹紧固定，相比于传动的卡钳，此种方式可以对不同厚度的结构部件进行夹持，而且采用上下两组夹持组件对被测结构件进行定位，夹持时更为准确也更为牢固。
15.3、本实用新型提供的一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置，其中采用两个一号液压缸控制夹持组件的伸缩，可以对不同尺寸的结构部件进行有效的夹持，同时本实用新型在将被测的镁锂合金结构夹紧后还可以通过同步收缩两个一号液压缸对镁锂合金结构进行抗拉强度测试，相比于现有抗拉强度测试装置的单作用力点拉伸，本实用新型采用的双作用力点同步拉伸更加保证了被测结构的拉力均匀，且更能准确的模拟实际工作中的拉伸状态，得出的数据参数也更为准确。
16.4、本实用新型提供的一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置，其中夹持组件与工件的接触侧设有防滑凸起，进一步保证了夹持被测件的稳定性，避免了超轻镁锂合金结构外表面有与致密度较大，表面过于光滑，在进行强度测试时产生部件脱落的情况发生。
附图说明
17.图1为本实用新型的俯视示意图；
18.图2为本实用新型的主视示意图；
19.图3为本实用新型的a
‑
a向视示意图；
20.图4为本实用新型中夹紧单元的示意图；
21.图5为本实用新型中夹持块组件的示意图；
22.图6为本实用新型中冲击动作机构的主视示意图；
23.图7为本实用新型中冲击动作机构的俯视示意图。
24.图中1底板、2竖直立板、3一号液压缸、4一号连接板、5安装板、6一号电机、7 支撑平台、8一号丝杠、9丝杆支座、10夹持块组件、101一号滑块、102二号连接板、 103放置板、104底座、105夹持块、11固定板、12二号丝杠、13二号滑块、14带轴承的轴承座、15二号电机、16二号液压缸、17固定座、18三号液压缸和19施压头。
具体实施方式
25.具体实施方式一：参照图1至图7说明本实施方式，本实施方式提供了一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置，所述测试装置包括一个底板1、两个伸缩夹紧机构和一个冲击动作机构，所述两个伸缩夹紧机构同轴相对设置在底板1上，且每个伸缩夹紧机构与底板1的上表面固定连接，冲击动作机构设置在两个伸缩夹紧机构的一侧，且冲击动作机构的冲击动作端朝向两个伸缩夹紧机构设置，冲击动作机构固接在底板1上；
26.所述伸缩夹紧机构包括竖直立板2、一号液压缸3、一号连接板4、安装板5和两个夹紧单元，所述竖直立板2的一端与底板1的上表面固定连接，竖直立板2的外侧设有支撑套，支撑套的一端与竖直立板2固定连接，竖直立板2上加工有与支撑套同轴设置的通孔，一号液压缸3设置在支撑套的另一端上，且一号液压缸3的缸体与支撑套的另一端固定连接，一号液压缸3的活塞杆端依次穿过支撑套和竖直立板2并与设置在竖直立板2 内侧的一号连接板4的一端固定连接，安装板5的一端与一号连接板4的另一端固定连接，两个夹紧单元上下相对设置在安装板5的另一端上，且每个夹紧单元与安装板5的另一端固定连接；
27.所述冲击动作机构包括固定板11、二号丝杠12、二号滑块13、两个带轴承的轴承座 14、二号电机15、二号液压缸16、固定座17、三号液压缸18和施压头19，所述固定板 11固接
在底板1的上表面上，两个带轴承的轴承座14沿固定板11的长度相对设置在固定板11的上表面上，且每个带轴承的轴承座14与固定板11的上表面固定连接，二号丝杠12设置在两个带轴承的轴承座14上，且二号丝杠12的两端分别延伸至对应带轴承的轴承座14的外侧，二号电机15设置在一个带轴承的轴承座14的外侧，且二号电机15 的壳体与固定板11的上表面固定连接，二号电机15的输出轴通过联轴器与二号丝杠12 的一端相连，二号滑块13设置在两个带轴承的轴承座14之间，且二号滑块13与二号丝杠12滑动连接，二号液压缸16沿竖直方向设置在二号滑块13的上表面上，且二号液压缸16的缸体与二号滑块13固定连接，二号液压缸16的活塞杆端部固接有固定座17，三号液压缸18设置在固定座17上，且三号液压缸18的轴线与二号液压缸16的轴线垂直设置，三号液压缸18的活塞杆端朝向两个伸缩夹紧机构设置，三号液压缸18的活塞杆端设有施压头19。
28.本实施方式提供了一种高电磁屏蔽性超轻镁锂合金结构的强度测试装置，其中的冲击动力装置通过丝杠机构进行横向调节，通过二号液压缸16可以进行纵向调节，通过三号液压缸18进行前后进给，实现了x、y和z三向的调节，可以对于镁锂合金结构的单侧进行多点强度测试，相比与传统的强度测试装置的单点单侧得出数据更为全面，也可以通过数据直接得出被测件的中心处和边缘处的强度变化，从而更好的得到结构整体的强度性能；
29.其中采用两个一号液压缸控制夹持组件的伸缩，可以对不同尺寸的结构部件进行有效的夹持，同时本实用新型在将被测的镁锂合金结构夹紧后还可以通过同步收缩两个一号液压缸3对镁锂合金结构进行抗拉强度测试，相比于现有抗拉强度测试装置的单作用力点拉伸，本实用新型采用的双作用力点同步拉伸更加保证了被测结构的拉力均匀，且更能准确的模拟实际工作中的拉伸状态，得出的数据参数也更为准确；
30.二号滑块13内部设有轴承，轴承的轴承内圈的内壁上加工有与二号丝杠12配合螺纹，随着二号丝杠12的正反转动，二号滑块13可沿二号丝杠12的长度方向进行往复滑动。
31.具体实施方式二：参照图1至图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的夹紧单元作进一步限定，本实施方式中，所述夹紧单元包括支撑平台7、两个一号电机6、两根一号丝杠8、两个丝杆支座9和两个夹持块组件10，所述支撑平台7水平设置在竖直立板2的内侧，且支撑平台7与竖直立板2固定连接，两个一号电机6相对设置在支撑平台7的两端，且每个一号电机6的壳体与支撑平台7固定连接，两个丝杆支座9 相对设置在支撑平台7内，且每个丝杆支座9与竖直立板2的内侧固定连接，每根一号丝杠8设置在一个一号电机6和距离其最近的丝杆支座9之间，每根一号丝杠8的一端插设在一个丝杆支座9上，一号丝杠8与丝杆支座9之间设有轴承，一号丝杠8与轴承的轴承内圈固定连接，丝杆支座9与轴承的轴承外圈固定连接，每根一号丝杠8的另一端穿过支撑平台7的端壁并通过联轴器与一个一号电机6的输出轴相连，每个夹持块组件10的滑动端设置在支撑平台7内，并与一根一号丝杠8滑动连接，每个夹持块组件10的夹持端设置在支撑平台7外，且两个夹持块组件10的夹持端相对设置。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。
32.本实施方式中，夹持部件采用双丝杠带动夹持块进行夹紧固定，相比于传动的卡钳，此种方式可以对不同厚度的结构部件进行夹持，而且采用上下两组夹持组件对被测结构件进行定位，夹持时更为准确也更为牢固。
33.具体实施方式三：参照图1至图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的支撑平台7作进一步限定，本实施方式中，所述支撑平台7上沿支撑平台7的长度方
向依次加工有两个水平导向槽，每个夹持块组件10设置在一个导向槽中，且夹持块组件10可沿导向槽的长度方向滑动。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。
34.具体实施方式四：参照图1至图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的夹持块组件10作进一步限定，本实施方式中，所述夹持块组件10包括一号滑块 101、二号连接板102、放置板103、底座104和夹持块105，所述一号滑块101设置在支撑平台7内，一号滑块101与一根一号丝杠8滑动连接，二号连接板102设置在支撑平台 7上的一个水平导向槽中，二号连接板102的一端与一号滑块101固定连接，二号连接板 102的另一端与放置板103的一端固定连接，底座104固接在放置板103的另一端上，夹持块105安装在底座104上，且夹持块105的轴线与底座104的轴线垂直设置。其它组成及连接方式与具体实施方式三相同。
35.如此设置，采用夹持块组件10作为夹紧部，可以保证夹持过程中夹持块105与被测工件之间具有较大的接触面积，且夹持力的施力方向始终垂直于工件，保证了夹紧的稳定性。
36.具体实施方式五：参照图1至图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的夹持块105作进一步限定，本实施方式中，所述夹持块105与被测件的接触面设有防滑凸起。其它组成及连接方式与具体实施方式四相同。
37.如此设置，进一步保证了夹持被测件的稳定性，避免了超轻镁锂合金结构外表面有与致密度较大，表面过于光滑，在进行强度测试时产生部件脱落的情况发生。
38.具体实施方式六：参照图1至图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式五所述施压头19作进一步限定，本实施方式中，所述施压头19与被测件的接触面为球面。其它组成及连接方式与具体实施方式五相同。
39.如此设置，保证了进行冲击强度试验时，施压头19与工件接触时力分布的更为均匀。
40.工作原理
41.本实用新型在使用时，首先将各个部件按照具体实施方式一至具体实施方式六中的结构连接起来，本装置可以对具有超轻镁锂合金的结构进行两种强度的监测，抗冲击强度和抗拉强度：
42.在对具有超轻镁锂合金的结构进行抗拉强度监测时，首先根据被测件的尺寸调节一号液压缸3的伸出范围，即两个安装板5之间的距离，将被测工件设置在两个安装板5之间，并通过每个安装板5上的两个夹持组件10进行夹紧固定，被测工件夹紧后，通过同步收缩两个一号液压缸3对被测结构进行拉伸，并将一号液压缸3中的进油出油泵通过单片机与抗拉试验机相连，通过控制器换算成活动安装板5的位移值，安装在安装板5的力传感器测量试件变形过程中的力值，即载荷值；在得到载荷及位移信号，在通过计算机显示或者进行相关计算。并观察抗拉试验机中反馈处数值以及两个安装板之间的间距，判断工件的屈服强度和伸长率；
43.在对具有超轻镁锂合金的结构进行抗冲击强度监测时，先将被测工件通过夹持组件 10夹持在两个安装板5之间，并保证一号液压缸3锁紧不在伸缩，根据所要测试结构中的测试点(即坐标值，相对于结构所在平面建立x和y轴)，控制冲击动作机构中二号丝杠12转动，使二号滑块13沿二号丝杠12上移动(确定x坐标)，在控制二号液压缸16 的升降(确定y
坐标)，测试点确定完毕后，控制三号液压缸18的活塞杆带动施压头19 撞击工件，并通过施压头19上的力传感器测量试件变形过程中的力值，观察在施加力值为多少时工件会发生变化，或者观察施加到目标力值是被测工件结构是否发生变化。