一种脆性材料拉伸试验装置及试验方法

本发明涉及拉伸试验装置，具体涉及一种脆性材料拉伸试验装置及试验方法。

背景技术：

1、脆性材料是指在外力作用下仅产生很小的变形即破坏断裂的材料，由于脆性材料抵抗冲击载荷的能力很差，受力破坏时无显著的塑性变形就突然断裂，如处理石油开采、石油炼制等过程中产生的含油污水的陶瓷膜、固体氧化物燃料电池的电极板等，所以在对脆性材料进行拉伸试验材料加装时，很小的磕碰可能导致脆性试样发生碎裂，从而导致试验失败。同时，由于进行脆性材料拉伸试验时，其位移变化量往往很小，进行拉伸试验时夹具本身的形变也会对测量脆性材料自身的形变造成一定影响。基于此，我们提出一种脆性材料拉伸试验装置及试验方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种脆性材料拉伸试验装置及试验方法，能够避免试样安装至拉伸试验机过程中脆性试样发生破碎，保证拉伸试验的顺利进行，并通过位移放大装置对拉伸试验过程中产生的微小位移进行放大采集，提高所获取的试验数据的精确度。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种脆性材料拉伸试验装置，包括安装于拉伸试验机的上夹口、下夹口之间的试样加装器及固定于试样加装器上的位移放大器，所述试样加装器包括用于固定试样两端端部的上夹具、下夹具以及设置于上夹具、下夹具外部的试样防扭板，且下夹具在试样防扭板下部的安装位置可调整；所述上夹具、下夹具均包括试样粘胶台、粘胶台固定板及夹头，所述试样粘胶台固定于粘胶台固定板的一侧，所述夹头固定于粘胶台固定板的一端端部；

4、所述试样防扭板包括防扭背板及位于防扭背板两侧的防扭侧板，所述防扭背板位于上夹具、下夹具的粘胶台固定板远离试样粘胶台的一侧，所述防扭侧板位于上夹具、下夹具的粘胶台固定板的两侧，且所述防扭侧板与上夹具、下夹具的粘胶台固定板的两侧通过螺栓固定；

5、所述位移放大器包括用于进行位移放大的位移放大杠杆、用于固定的固定支架以及用于测量位移的位移测量机构，所述位移放大杠杆位于固定支架上方，所述位移测量机构固定于固定支架的一端，且所述位移放大杠杆及固定支架远离位移测量机构的一端分别固定于上夹具、下夹具的粘胶台固定板上。

6、进一步地，所述上夹具、下夹具的粘胶台固定板上沿其中轴线对称设置有至少2个螺栓孔，所述上夹具、下夹具的试样粘胶台上均设置有与粘胶台固定板的螺栓孔相配合的连接孔，所述试样粘胶台通过螺栓固定于粘胶台固定板的中间位置。

7、进一步地，所述上夹具、下夹具的粘胶台固定板的两侧均分别设置有至少一个螺栓孔，所述防扭侧板的上部及上部分别设置有与上夹具、下夹具的粘胶台固定板两侧的螺栓孔相配合的连接孔，且所述防扭侧板下部的连接孔沿其长度方向设置若干个。

8、进一步地，所述上夹具、下夹具的粘胶台固定板均呈直角形，所述上夹具、下夹具的直角形粘胶台固定板相对设置。

9、进一步地，所述上夹具、下夹具的试样粘胶台的中轴线上均设置有第一刻度线，所述上夹具、下夹具的试样粘胶台上分别远离夹头的一侧侧边设置有第二刻度线。

10、进一步地，所述位移放大杠杆包括放大杠杆梁、杠杆支点支架、销钉以及杠杆连接块，所述放大杠杆梁设置于位移测量机构上方，且放大杠杆梁的一端与位移测量机构的顶部接触，所述放大杠杆梁的另一端与杠杆连接块通过销钉铰接；所述杠杆支点支架垂直设置于放大杠杆梁的下方，且杠杆支点支架的顶部与放大杠杆梁铰接；所述杠杆连接块安装于上夹具的粘胶台固定板上。

11、进一步地，所述固定支架包括固定梁、支点安装滑块、顶丝以及支点安装滑块定位刻度线；所述固定梁的一端与位移测量机构的中部固定连接，所述固定梁的另一端安装于下夹具的粘胶台固定板上；所述支点安装滑块为空心滑块且顶部设置有套筒，所述支点安装滑块套设于固定梁上并通过顶丝拧紧固定，所述杠杆支点支架的底端伸入支点安装滑块的套筒内并通过顶丝拧紧固定；所述支点安装滑块定位刻度线设置于固定梁的一侧。

12、进一步地，所述位移测量机构包含接触式位移传感器及位移传感器接触头，所述接触式位移传感器的中部安装固定于固定梁的一端，所述位移传感器接触头设置于接触式位移传感器的顶部，且位移传感器接触头与放大杠杆梁一端接触。

13、进一步地，还包括位移采集模块，所述位移采集模块包括位移信号变送模块及上位机，且所述位移信号变送模块与接触式位移传感器连接；所述位移信号变送模块包括信号放大器、信号采集卡，所述上位机包括位移计算模块、位移显示模块，所述接触式位移传感器将集到的位移信号通过线缆传送至信号放大器，所述信号采集卡对信号放大器采集的位移信号进行采集，并通过线缆传输至上位机，且在上位机中位移计算模块对位移进行计算，并输出至位移显示模块显示。

14、本发明还提供一种脆性材料拉伸试验方法，利用上述脆性材料拉伸试验装置，包括步骤：

15、（1）将试样防扭板放置于平整的桌面上，然后将上夹具的粘胶台固定板通过螺栓固定于试样防扭板的上部；

16、（2）根据试样的尺寸，确定下夹具的粘胶台固定板在试样防扭板下部的安装位置，然后将下夹具的粘胶台固定板通过螺栓固定于试样防扭板的下部；

17、（3）将位移放大器通过螺栓固定于上夹具、下夹具的粘胶台固定板上，并根据试样尺寸调节杠杆支点支架与支点安装滑块的相对高度，并用顶丝固定其相对位置；然后通过固定梁上的支点安装滑块定位刻度线，调节支点安装滑块与固定梁的相对位置，并用顶丝固定，以调节合适的放大倍数；

18、（4）将上夹具、下夹具的试样粘胶台分别固定在上夹具、下夹具的粘胶台固定板的中间位置，并在上夹具、下夹具的试样粘胶台上涂抹适量粘胶，然后将试样对称粘贴在上夹具、下夹具的试样粘胶台表面；

19、（5）待粘胶凝固后，将上夹具、下夹具的夹头分别对正拉伸试验机的上夹口、下夹口并夹紧，然后拆除试样防扭板；

20、（6）进行拉伸试验，并获取拉伸曲线。

21、本发明的有益效果为：

22、（1）本发明所提供的一种脆性材料拉伸试验装置，试样通过粘胶粘贴在上、下夹具的试样粘胶台上，然后拉伸试验机夹持上、下夹具的夹头进行拉伸试验，即在试验过程中，拉伸试验机并不直接夹持脆性试样，从而防止拉伸试验机直接夹持脆性试样时夹持力过大导致脆性试样发生碎裂；

23、（2）本发明所提供的一种脆性材料拉伸试验装置，其在上、下夹具外部设置有试样防扭板，试样防扭板刚性较强，不易变形，可以矫正人为误触及夹具碰撞所产生的各种外力导致的变形，从而保证脆性试样在加装至拉伸试验机的过程中不会发生碎裂；而且当脆性试样加装至拉伸试验机后，试样防扭板可以进行拆卸，从而保证不会由试样防扭板的存在对脆性试样拉伸的试验结果造成影响；

24、（3）本发明提供的一种脆性材料拉伸试验装置，在其上设置有位移测量放大装置，利用杠杆原理，对脆性材料拉伸试验中产生的微小位移进行放大处理，以更精确获取拉伸试验过程中的微小位移；另外，将位移传感器直接加装于被测试样之上，有利于消除试验中夹具形变造成的影响，从而使试验测量结果更加的准确。