金属条材弯曲模量测试装置

1.本实用新型涉及弯曲模量测试仪器，尤其涉及一种载荷p连续可调的金属条材弯曲模量测试装置，属于金属材料测试技术领域。


背景技术：

2.杨氏模量测定是一种常见的材料测试，是在试样上施加一恒定的拉伸或压缩应力，测定其弹性变形量，弯曲模量即弯曲应力与弯曲所产生的形变之比，是在试样上施加一恒定的弯曲应力，测定其弹性弯曲挠度，弯曲模量又称挠曲模量，是材料在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力，一般以l、b、d分别表示试样的支撑跨度、宽度和厚度，砝码质量m为载荷p，通过有关公式算出挠度δ或弯曲模量e，现有的材料测试大多是在试样的一端或中心点通过下挂砝码的方法来作为载荷p，且用机械式千分表来读取试样的形变数据，少数测试装置的载荷p不能连续调节，只能通过砝码的质量和数量进行阶梯式的调节，给某些测试操作或测试需求带来一定不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种载荷p连续可调的金属条材弯曲模量测试装置。
4.本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：本装置包括底台1、粗立柱2、销轴8、杠杆9、连杆10、垂杆11、锁紧螺丝15、滑块16、搁叉17、手托18、吊杆19、细立柱20、质块22、底托23、滑槽32、轴座33和转轴34，底台1、轴座33、细立柱20和滑槽32构成固定辅助部分，粗立柱2、杠杆9、连杆10、垂杆11和滑块16构成活动辅助部分。
5.主视图上，底台1的左边设有轴座33，轴座33部分地嵌在底台1内，轴座33上面设有粗立柱2，粗立柱2底端设有转轴34，转轴34插在轴座33中，即粗立柱2可以转动，底台1的右边设有细立柱20，且细立柱20离观察者的距离比粗立柱2离观察者的距离远30
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36毫米，细立柱20顶端设有搁叉17，细立柱20底端通过螺丝与底台1连接。
6.粗立柱2顶端和细立柱20顶端设有一根横向的杠杆9，靠近细立柱20的杠杆9的一端下面设有手托18，靠近粗立柱2的杠杆9的下方设有连杆10和垂杆11，粗立柱2、杠杆9、连杆10和垂杆11通过四根销轴构成平行四边形结构，且杠杆9以粗立柱2顶端的销轴8为支点，即杠杆9可围绕销轴8转动，垂杆11始终垂直向下，垂杆11下面设有数字压力表12，数字压力表12下面设有上刀口7。
7.杠杆9上面且在垂杆11与细立柱20之间设有滑块16，滑块16顶端设有锁紧螺丝15，下面设有吊杆19和底托23，底托23通过吊杆19与滑块16底端连接，底托23上面可搁置质块22。
8.底台1上面固定有滑槽32，滑槽32上面设有两根可移动的支架，分别为支架一3和支架二27，支架一3和支架二27底部均为燕尾脚且嵌在滑槽32内，支架一3顶端内侧设有倒八形的槽口一6，槽口一6内嵌有托刀一4，支架二27顶端内侧设有倒八形的槽口二14，槽口二14内嵌有托刀二26。
9.滑槽32上面且在支架一3和支架二27之间固定有光学微距仪31，其顶面设有出光和进光用的光口13，光学微距仪31可采用商用光幕千分表，可用激光作为光源，也可用led作为光源。
10.本装置依据杠杆原理，在远离支点的杠杆上给于较小的施力，可在靠近支点的杠杆处获得较大的受力，若远离支点的距离连续可调，则靠近支点的垂杆11上可获得连续变化的受力。测试时根据需要调整质块22的质量或数量，当没有合适数值时，松开锁紧螺丝15，调整滑块16在杠杆9上的位置，可连续调节上刀口7底尖对试样5中部的压力，通过数字压力表12读取总载荷值p，根据相关公式算出挠度δ和弯曲模量e。
11.由于采用上述技术方案，本实用新型所具有的优点和积极效果是：本装置能调整滑块在杠杆上的位置，连续调节上刀口底尖对试样中部的压力，通过数字压力表读取总载荷值p，采用光学微距仪读取试样的形变数据且与试样之间没有机械接触，试样形变数据的读取更加容易，支撑跨度在一定范围内可连续可调，满足某些测试操作或测试需求。
附图说明
12.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，本实用新型有如下3幅附图：
13.图1是本装置的主视图，
14.图2是本装置的操作示意图，
15.图3是本装置的局部放大图。
16.附图中所标各数字分别表示如下：
17.1.底台，2.粗立柱，3.支架一，4.托刀一，5.试样，6.槽口一，7.上刀口，8.销轴，9.杠杆，10.连杆，11.垂杆，12.数字压力表，13.光口，14.槽口二，15.锁紧螺丝，16.滑块，17.搁叉，18.手托，19.吊杆，20.细立柱，21.垫脚，22.质块，23.底托，24.调宽钮，25.主齿轮，26.托刀二，27.支架二，28.主齿条，29.辅齿轮，30.辅齿条，31.光学微距仪，32.滑槽，33.轴座，34.转轴，35.指针，36.刻度。
具体实施方式
18.根据图1至图3，本装置包括底台1、粗立柱2、支架一3、托刀一4、试样5、槽口一6、上刀口7、销轴8、杠杆9、连杆10、垂杆11、数字压力表12、光口13、槽口二14、锁紧螺丝15、滑块16、搁叉17、手托18、吊杆19、细立柱20、垫脚21、质块22、底托23、调宽钮24、主齿轮25、托刀二26、支架二27、主齿条28、辅齿轮29、辅齿条30、光学微距仪31、滑槽32、轴座33、转轴34、指针35和刻度36。
19.底台1、轴座33、细立柱20和滑槽32构成固定辅助部分，粗立柱2、杠杆9、连杆10、垂杆11和滑块16构成活动辅助部分，支架一3、支架二27、托刀一4、托刀二26和上刀口7构成测试基础部分，调宽钮24、主齿轮25、主齿条28、辅齿轮29和辅齿条30构成跨距调宽部分，指针33、刻度34、数字压力表12和光学微距仪31构成综合测量部分。
20.根据图1，底台1的左边设有轴座33，轴座33部分地嵌在底台1上，轴座33上面设有粗立柱2，粗立柱2底端设有转轴34，转轴34插在轴座33中，即粗立柱2可以转动，底台1的右边设有细立柱20，且细立柱20离观察者的距离比粗立柱2离观察者的距离远30
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36毫米，细立柱20顶端设有搁叉17，细立柱20底端通过螺丝与底台1连接。
21.粗立柱2顶端和细立柱20顶端设有一根横向的杠杆9，靠近细立柱20的杠杆9的一端下面设有手托18，靠近粗立柱2的杠杆9的下方设有连杆10和垂杆11，粗立柱2、杠杆9、连杆10和垂杆11通过四根销轴构成平行四边形结构，且杠杆9以粗立柱2顶端的销轴8为支点，即杠杆9可围绕销轴8转动，垂杆11始终垂直向下，垂杆11下面设有数字压力表12，数字压力表12下面设有上刀口7。
22.杠杆9上面且在垂杆11与细立柱20之间设有滑块16，滑块16顶端设有锁紧螺丝15，下面设有吊杆19和底托23，底托23通过吊杆19与滑块16底端连接，底托23上面可搁置带有缺口的质块22，缺口卡在吊杆19上。
23.底台1上面固定有滑槽32，滑槽32上面设有两根可移动的支架，分别为支架一3和支架二27，支架一3和支架二27底部均为燕尾脚且嵌在滑槽32内，支架一3顶端内侧设有倒八形的槽口一6，槽口一6内嵌有托刀一4，支架二27顶端内侧设有倒八形的槽口二14，槽口二14内嵌有托刀二26。滑槽32上面且在支架一3和支架二27之间固定有光学微距仪31，其顶面设有出光和进光用的光口13，光学微距仪31采用商用光幕千分表，可用激光作为光源，也可用led作为光源。
24.根据图3，滑槽32内且在其中部设有辅齿轮29，辅齿轮29右边设有主齿轮25，主齿轮25的转轴上面设有调宽钮24，辅齿轮29一侧设有设有辅齿条30，辅齿条30左端与支架一3的燕尾脚连接，右半段与辅齿轮29咬合；辅齿轮29另一侧设有主齿条28，主齿条28的中部与支架二27的燕尾脚连接，右半段与主齿轮25咬合，左半段与辅齿轮29咬合，调节调宽钮24时，主齿轮25随之转动，通过主齿条28和辅齿轮29的传动，辅齿条30与主齿条28的移动方向相反，即支架一3与支架二27的移动方向相反，支架一3与支架二27始终以辅齿轮29的中轴线相对称；滑槽32顶面设有刻度34，支架一3左壁且靠近刻度34处设有指针33，通过指针33和刻度34可读取托刀一4与托刀二26两者顶点间的距离。
25.底台1的俯视图为长方形，其底部四角均设有垫脚21，垫脚21的材质为橡胶，且其底部经磨砂处理以增加其与测试工作台之间的摩擦力，底台1、粗立柱2、细立柱20、滑槽32、杠杆9、连杆10、垂杆11、滑块16、支架一3、支架二27和调宽钮24的材质均为铝合金，主齿轮25、主齿条28、辅齿轮29和辅齿条30的材质均为黄铜，上刀口7、托刀一4与托刀二26的材质均为不锈钢。槽口一6与槽口二14的底部宽度为30.5毫米，托刀一4与托刀二26两者顶点的距离在60
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160毫米范围内连续可调。
26.试样5是扁平形条材，其横截面图形为长方形，材质包括铁、铜、铝、锌、或及其合金，本装置可测试的试样5最大宽度为30毫米，长度范围为65
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165毫米。测试时，对被测试样5的材质、宽度b和厚度d进行记录，根据需要调整托刀一4与托刀二26之间的距离，通过指针33和刻度34记录跨度值l，按下数字压力表12和光学微距仪31的电源按钮，旋紧锁紧螺丝15，防止滑块16在杠杆9上移动，在槽口一6和槽口二14内放入扁平状的被测试样5。
27.根据图2，用手指托住手托18向上抬起，使杠杆9右边向上翘起，垂杆11、数字压力表12、上刀口7、滑块16、吊杆19、底托23和质块22均被向上抬起，将手指朝观察者的方向靠拢，当上刀口7位于试样5中心上方，且尽可能使上刀口7的中轴线与辅齿轮29的中轴线在一条线上时，慢慢放下杠杆9，使上刀口7压在试样5中心，放开手指，等试样5没有振动即稳定后，通过数字压力表12读取总载荷p，通过光学微距仪31读取试样5中心点的下降距离h。
28.本装置依据杠杆原理，在远离支点的杠杆上给于较小的施力，可在靠近支点的杠
杆处获得较大的受力，若远离支点的距离连续可调，则靠近支点的垂杆11上可获得连续变化的受力。测试时根据需要调整质块22的质量或数量，当没有合适数值时，松开锁紧螺丝15，调整滑块16在杠杆9上的位置，可连续调节上刀口7底尖对试样5中部的压力，通过数字压力表12读取总载荷值p，根据相关公式算出挠度δ和弯曲模量e。
29.一个试样5测试结束后，用手指托住手托18使杠杆9右边翘起，将手指朝远离观察者的方向推动，当杠杆9右边位于搁叉17的上方时，慢慢放下杠杆9，使杠杆9搁置于搁叉17中。
30.通过上述方法可测出同一材质在不同支撑跨度l和不同载荷p时的各组数据，计算出同一材质的挠曲或弯曲模量，算出其平均值作为最终测试结果。
31.上述细立柱20离观察者的距离比粗立柱2离观察者的距离远的目的是让上刀口7能够离开试样5，以便在槽口一6和槽口二14内更换另一个试样。
32.数字压力表12和光学微距仪31均为纽扣电池供电。