位移传感器、扭矩传感器、角位移传感器电信号的变化规律；
[0042]三、挤压剪切复合模式实验:
[0043]a.检测直线位移传感器、压力传感器、角位移传感器和扭矩传感器的工作性能，并提前做好传感器的标定工作；
[0044]b.将被测材料放置在下平行盘上，调整被测材料的姿态使被测试样的几何中心与上下平行盘的轴线重合；
[0045]c.驱动挤压加载电机，调整上平行盘高度使其与被测材料接触。此时驱动挤压加载电机和剪切加载电机，可以对上平行盘施加不同的挤压和剪切激励的组合信号(如挤压工况和剪切工况实验方法所示)，利用上下平行盘的相对运动使得被测材料产生剪切、挤压变形。
[0046]d.观察材料受剪切和挤压的实验现象并在控制主机上记录直线位移传感器、扭矩传感器、压力传感器、角位移传感器电信号的变化规律；
[0047]实施例2
[0048]参照图3、4，在实施例1的结构上增设以下设置，可实现磁流变液、磁流变弹性体等智能材料的材料特性实验。即，包括嵌置在下平行盘9表面上的线性霍尔传感器15和分别套置在上平行盘8、下平行盘9外周的两个分别与直流电源电连接的激磁线圈16，线性霍尔传感器15通过数据采集卡与pc机通讯连接。所述的上、下平行盘由导磁材料制备。
[0049]在该结构装置下，通过挤压加载电机I的驱动，使上平行盘8上下移动实现对放置在上、下平行盘之间的被测材料试样的挤压；通过剪切加载电机6的驱动，使上平行盘8做水平迴转运动实现被测材料试样的剪切，同时激励线圈16接入稳定直流电路以产生磁场，使被测材料始终处于相对稳定且垂直于上下平行盘旋转方向的磁场。可实现以下材料特性测试:
[0050]一、挤压模式实验:
[0051]a.检测直线位移传感器和压力传感器的工作性能，并提前做好传感器的标定工作；
[0052]b.将被测材料放置在下平行盘上，调整被测材料的姿态。加装线圈、线圈支座、支柱。利用直流电源对两个线圈通入同向电流，线圈连接可并联可串联。改变通入线圈的电流大小，实现两平行盘间隙处磁场强度的改变，并通过线性霍尔传感器测量两平行盘间隙内的磁场强度。
[0053]c.驱动挤压加载电机，调整上平行盘高度使其与被测材料保持接触；
[0054]d.驱动挤压加载电机使上平行盘进一步下降对被测液体进行挤压，可以采用三种不同的激励方式:①以挤压载荷为控制模式，以一定的加载速度对试样进行加载，试样变形量达到预设值时保持一定时间后卸载。②以位移为控制模式，控制主机按照设定程序在短时间内(如5s)挤压试样使其应变达到预设值，其后选取合理的时间步长采集压力传感器信号直至实验结束。③以位移为控制模式，设定控制主机程序使上平行盘以缓慢均匀的加载速度给试样加载一个静位移，以此作为平衡位置施加正弦信号的挤压应变。
[0055]e.观察实验现象并在控制主机上记录直线位移传感器、压力传感器的电信号变化规律，得到相应材料参数的变化规律。
[0056]二、剪切模式实验:
[0057]a.检测直线位移传感器、角位移传感器和扭矩传感器的工作性能，并提前做好传感器的标定工作；
[0058]b.将被测材料放置在下平行盘上，调整被测材料的姿态，使被测试样的几何中心与上下平行盘的轴线重合。利用直流电源对两个线圈通入同向电流，线圈连接可并联可串联。改变通入线圈的电流大小，实现两平行盘间隙处磁场强度的改变，并通过线性霍尔传感器测量两平行盘间隙内的磁场强度。
[0059]c.驱动挤压加载电机，根据磁流变材料的粘度特性适当调整上平行盘高度，防止剪切过程中出现材料与壁面滑移。驱动剪切加载电机，可以对上平行盘施加不同的激励信号:①以上平行盘的角位移为控制模式，控制主机按照设定程序在短时间内(如5s)剪切试样使其应变达到预设值，其后选取合理的时间步长采集扭矩传感器信号直至实验结束。②以上平行盘的角位移为控制模式，设定控制主机程序使上平行盘对试样施加一个正弦信号的剪切应变。
[0060]d.观察实验现象并在控制主机上记录直线位移传感器、扭矩传感器、角位移传感器电信号的变化规律；
[0061]三、挤压剪切复合模式实验:
[0062]a.检测直线位移传感器、压力传感器、角位移传感器和扭矩传感器的工作性能，并提前做好传感器的标定工作；
[0063]b.将被测材料放置在下平行盘上，调整被测材料的姿态使被测试样的几何中心与上下平行盘的轴线重合。利用直流电源对两个线圈通入同向电流，线圈连接可并联可串联。改变通入线圈的电流大小，实现两平行盘间隙处磁场强度的改变，并通过线性霍尔传感器测量两平行盘间隙内的磁场强度；
[0064]c.驱动挤压加载电机，根据磁流变材料的粘度特性适当调整上平行盘高度，使其与被测材料接触。此时驱动挤压加载电机和剪切加载电机，可以对上平行盘施加不同的挤压和剪切激励的组合信号，利用上下平行盘的相对运动使得被测材料产生剪切、挤压变形；
[0065]d.观察材料受剪切和挤压的实验现象并在控制主机上记录直线位移传感器、扭矩传感器、压力传感器、角位移传感器电信号的变化规律。
【主权项】
1.一种平行盘式材料特性实验装置，包括一组对应的上平行盘(8)、下平行盘(9)和PC机，其特征在于: 在一 L形机架(12)的上端固设一挤压加载电机(I)，固设在机架(12)的垂向导轨(5)上设置可沿该导轨移动的滑块(4)，挤压加载电机(I)的输出轴通过联轴器(2)及丝杠螺母副⑶与滑块⑷驱动连接；在滑块⑷的下端固设一由剪切加载电机(6)驱动连接的减速器(7)，减速器(7)的输出轴与所述的上平行盘(8)相固连，所述的下平行盘(9)的下端依次通过扭矩传感器(10)和压力传感器(11)固设在L形机架(12)的底座上； 在所述的滑块(4)上设有直线位移传感器(13)，在减速器(7)的输出轴上设有角位移传感器(14); 所述的扭矩传感器(10)、压力传感器(11)、直线位移传感器(13)和角位移传感器(14)分别通过数据采集卡与pc机通讯连接，所述的挤压加载电机(I)和剪切加载电机(6)分别通过驱动器与pc机控制连接。2.根据权利要求1所述的平行盘式材料特性实验装置，其特征在于:还包括嵌置在下平行盘(9)表面上的线性霍尔传感器(15)和分别套置在上平行盘(8)、下平行盘(9)外周的两个分别与直流电源电连接的激磁线圈(16)，线性霍尔传感器(15)通过数据采集卡与pc机通讯连接。3.根据权利要求2所述的平行盘式材料特性实验装置，其特征在于所述的上、下平行盘由导磁材料制备。
【专利摘要】本实用新型涉及一种可实现基于剪切模式、挤压模式及其复合模式的材料特性检测的平行盘式材料特性实验装置，它包括一组对应的上下平行盘和pc机，由挤压加载电机驱动连接可沿机架导轨上下移动的滑块，固设在滑块下端的由剪切加载电机驱动连接的减速器，减速器的输出轴与所述的上平行盘相固连，所述的下平行盘的下端依次通过扭矩传感器和压力传感器固设在L形机架的底座上；所述的滑块上的直线位移传感器，减速器输出轴上的角位移传感器、扭矩传感器和压力传感器分别通过数据采集卡与pc机通讯连接，挤压加载电机和剪切加载电机分别通过驱动器与pc机控制连接。在该装置上可实现多种材料的剪切模式、挤压模式及复合模式下的稳态与动态的材料特性实验。
【IPC分类】G01N3/02, G01N3/00
【公开号】CN204705536
【申请号】CN201520455569
【发明人】庄晔, 冯明非, 聂士达, 王杨
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月29日