專(zhuān)利名稱(chēng)：具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，屬于材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)只能進(jìn)行拉伸、壓縮、彎扭、扭轉(zhuǎn)、 懸臂梁彎曲、簡(jiǎn)支梁彎曲等試驗(yàn)，缺少拉扭和壓扭試驗(yàn)功能，當(dāng)需要將 拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)同步進(jìn)行時(shí)，只能分別試驗(yàn)，然后進(jìn)行理論推導(dǎo)，無(wú)法 得到拉扭和壓扭的真實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述已有技術(shù)存在的不足之處，提供一種既 能進(jìn)行拉伸、壓縮、彎扭、扭轉(zhuǎn)、懸臂梁彎曲、簡(jiǎn)支梁彎曲等試驗(yàn)，又 能進(jìn)行拉扭和壓扭試驗(yàn)的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，包括由機(jī)箱2、工作 臺(tái)18、左右兩個(gè)空芯立柱6、上橫梁8組成的固定機(jī)架，特殊之處在于 機(jī)架的上下兩端分別設(shè)有裝于工作臺(tái)18底部的與升降減速機(jī)21連接的 升降電機(jī)1及裝于上橫梁8頂部的與扭轉(zhuǎn)減速機(jī)10連接的扭轉(zhuǎn)電機(jī)9， 兩臺(tái)電機(jī)構(gòu)成一套動(dòng)力加載系統(tǒng)并由外部與之連接的電氣控制系統(tǒng)同時(shí) 進(jìn)行控制并協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)拉扭和壓扭試驗(yàn)；工作臺(tái)18與上橫梁8之間左右兩 側(cè)固定設(shè)有貫穿立柱6內(nèi)部的絲杠4，絲杠4上端固定于上橫梁8，下端 由固定于工作臺(tái)18下部所設(shè)同步帶20兩端的同步帶輪3連接帶動(dòng)，工 作臺(tái)18與上橫梁8之間還設(shè)有由絲杠4貫穿其中且與其螺紋連接傳動(dòng)的 中橫梁5，中橫梁5上分別設(shè)有拉壓桿16以及與計(jì)算機(jī)連通的拉壓傳感 器15和扭轉(zhuǎn)傳感器14，用于將各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)進(jìn)行 數(shù)據(jù)處理和圖像顯示；工作臺(tái)18的上部設(shè)有用于承載簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)裝置27 的帶滑枕26的滑道19，工作臺(tái)18靠近立柱6 —側(cè)設(shè)有用于固定懸臂梁 試驗(yàn)裝置25的固定支座17,扭轉(zhuǎn)減速機(jī)10的下部固定設(shè)有外部帶推力 軸承7的掛柱11，掛柱11下部設(shè)有用于安裝試件13的夾頭12;進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時(shí)，所述工作臺(tái)18的上部與中橫梁5上所設(shè)拉壓桿16 之間設(shè)有壓縮試件23，壓縮試件23的上下兩端分別設(shè)有壓縮上墊塊22 和壓縮下墊塊24;
所述扭轉(zhuǎn)電機(jī)9和掛柱11還可以安裝在工作臺(tái)18上； 所述扭轉(zhuǎn)傳感器14采用高精度的輪輻式傳感器，安裝在中橫梁5中 心線(xiàn)一側(cè)上；
所述扭轉(zhuǎn)傳感器14采用傳統(tǒng)的傳感器，安裝于掛柱11或拉壓桿16
上；
所述懸臂梁試驗(yàn)裝置25可以是等強(qiáng)懸臂梁、矩形懸臂梁、彎扭組合 懸臂梁其中任意一種；
所述簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)裝置27可以是簡(jiǎn)支彎曲梁、橫力彎曲梁、彈性簡(jiǎn)支 梁、T字形簡(jiǎn)支梁、工字形簡(jiǎn)支梁、楔塊疊合梁其中任意一種。
本發(fā)明既能進(jìn)行拉伸、壓縮、彎扭、扭轉(zhuǎn)、懸臂梁彎曲、簡(jiǎn)支梁彎 曲等試驗(yàn)，又能進(jìn)行拉扭和壓扭試驗(yàn)，通過(guò)采用在一套動(dòng)力加載系統(tǒng)中 的兩個(gè)電機(jī)由電氣控制系統(tǒng)同時(shí)協(xié)調(diào)控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)拉扭和壓扭的功 能，兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由電氣控制系統(tǒng)任意調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)不同試驗(yàn)的需要， 對(duì)被測(cè)參量的采集和傳送進(jìn)行了數(shù)據(jù)化處理，真實(shí)準(zhǔn)確的顯示在屏幕上。
四

圖1為本發(fā)明試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及拉伸試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、拉扭試驗(yàn)、 壓扭試驗(yàn)的試驗(yàn)例圖2為本發(fā)明試驗(yàn)機(jī)機(jī)壓縮試驗(yàn)的試驗(yàn)例圖； 圖3為本發(fā)明試驗(yàn)機(jī)固定機(jī)座功能及懸臂梁試驗(yàn)的試驗(yàn)例圖； 圖4為本發(fā)明試驗(yàn)機(jī)滑道功能及簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)的試驗(yàn)例圖。 圖中l(wèi)升降電機(jī)，2機(jī)箱，3同步帶輪，4絲杠，5中橫梁，6立柱， 7推力軸承，8上橫梁，9扭轉(zhuǎn)電機(jī)，IO扭轉(zhuǎn)減速機(jī)，ll掛柱，12夾頭， 13試件，14扭轉(zhuǎn)傳感器，15拉壓傳感器，16拉壓桿，17固定支座，18 工作臺(tái)，19滑道，20同步帶，21升降減速機(jī)，22壓縮上墊塊，23壓縮 試件，24壓縮下墊塊，25懸臂梁試驗(yàn)裝置，26滑枕，27簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)裝 置。
五具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，給出本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，用來(lái)對(duì)本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn) 行進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 拉扭試驗(yàn)
本實(shí)施例的具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)參考圖1，
由機(jī)箱2、工作臺(tái)18、左右兩個(gè)空芯的立柱6、上橫梁8組成一個(gè)固定 的機(jī)架。絲杠4穿過(guò)工作臺(tái)18、立柱6、中橫梁5和上橫梁8，絲杠4 兩端的固定方式使其能?chē)@自身的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)而不能上下移動(dòng)。絲杠4與 中橫梁5通過(guò)螺紋連接。升降電機(jī)1由升降減速機(jī)21減速后，通過(guò)同步 帶20帶動(dòng)左右兩同步帶輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，兩同步帶輪3帶動(dòng)左右兩根絲杠4旋 轉(zhuǎn)，通過(guò)螺紋的作用使中橫梁5上下移動(dòng)，升降電機(jī)1通過(guò)升降減速機(jī) 21減速后，在電氣控制機(jī)構(gòu)的控制下，可以使絲杠4以0. lr/niin以下 的速度慢速旋轉(zhuǎn)，也可以每分鐘幾十甚至幾百轉(zhuǎn)的速度快速轉(zhuǎn)動(dòng)，使中 橫梁5上下移動(dòng)的速度就可在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足各項(xiàng)試驗(yàn)的要求。
扭轉(zhuǎn)電機(jī)9通過(guò)扭轉(zhuǎn)減速機(jī)10減速后帶動(dòng)掛柱11作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，安 裝在掛柱11上的推力軸承7將拉壓力傳遞給上橫梁8，在扭轉(zhuǎn)減速機(jī)10 和電氣控制機(jī)構(gòu)的作用下，扭轉(zhuǎn)電機(jī)9的轉(zhuǎn)速也可在很大范圍內(nèi)作快慢 調(diào)節(jié)，以適應(yīng)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的要求。
試驗(yàn)時(shí)先啟動(dòng)升降電機(jī)1使中橫梁5快速移動(dòng)到合適位置，裝上夾 頭12和試件13，試件13采用拉扭式試件，讓升降電機(jī)1和扭轉(zhuǎn)電機(jī)9 以試驗(yàn)速度運(yùn)行，使中橫梁5慢速向下移動(dòng)，掛柱ll慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，拉壓桿 16將拉力傳遞給拉壓傳感器15的同時(shí)將扭轉(zhuǎn)力傳遞給扭轉(zhuǎn)傳感器14， 拉壓傳感器15和扭轉(zhuǎn)傳感器14感受到拉力和扭轉(zhuǎn)力的大小后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成電信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，升降電機(jī)1和轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)9的控制機(jī)構(gòu)將各自 的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)同步送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖像顯示。
實(shí)施例2 壓扭試驗(yàn)
本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于啟動(dòng)升降電機(jī)1帶動(dòng)中橫梁5慢速 向上移動(dòng)，同時(shí)扭轉(zhuǎn)電機(jī)9帶動(dòng)掛柱11作慢速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即可進(jìn)行壓扭
試驗(yàn)o
實(shí)施例3 拉伸試驗(yàn)
本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于只啟動(dòng)升降電機(jī)1使中橫梁5慢速 向下移動(dòng)，扭轉(zhuǎn)電機(jī)9不啟動(dòng)，試件13受力后被拉伸甚至拉斷，拉壓桿 16將拉力傳遞至拉壓傳感器15，拉壓傳感器15感受到拉力的大小后將 數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖像顯示。
實(shí)施例4 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于只啟動(dòng)扭轉(zhuǎn)電機(jī)9，使掛柱11慢速 轉(zhuǎn)動(dòng)，扭轉(zhuǎn)傳感器14通過(guò)設(shè)在拉壓桿16上的杠桿感受到扭轉(zhuǎn)力的大小， 便將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖像顯示。
實(shí)施例5 壓縮試驗(yàn)
本實(shí)施例的具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)參考圖2， 先將壓縮下墊塊24放在工作臺(tái)18的中心點(diǎn)上，壓縮試件23放在壓縮下 墊塊24和壓縮上墊塊22中間，扭轉(zhuǎn)電機(jī)9不啟動(dòng)，啟動(dòng)升降電機(jī)l使 中橫梁5快速移動(dòng)，當(dāng)拉壓桿16下端接近壓縮上墊塊22時(shí)，再將升降 電機(jī)1的速度轉(zhuǎn)換成較慢的試驗(yàn)速度，使中橫梁5慢速向下移動(dòng)，壓縮 試件23受力，拉壓桿16將壓力傳遞給拉壓傳感器15，拉壓傳感器15 感受到壓力的大小，便將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖像顯示。
實(shí)施例6 懸臂梁試驗(yàn)
本實(shí)施例的具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)參考圖3, 在固定支座17上安裝各種懸臂梁試驗(yàn)裝置25，懸臂梁一端固定在固定支 座17上，另一端懸空。扭轉(zhuǎn)電機(jī)9不啟動(dòng)，啟動(dòng)升降電機(jī)1使中橫梁5 快速移動(dòng)，當(dāng)拉壓桿16下端接近懸臂梁時(shí)，將升降電機(jī)1的速度轉(zhuǎn)換成 較慢的試驗(yàn)速度，使中橫梁5慢速向下移動(dòng)，懸臂梁受力，拉壓桿16將 壓力傳遞給拉壓傳感器15，拉壓傳感器15感受到壓力的大小，便將數(shù) 據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖像顯示。
實(shí)施例7 簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)
本實(shí)施例的具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)參考圖4， 讓兩滑枕26離開(kāi)適當(dāng)距離，放上簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)裝置27，扭轉(zhuǎn)電機(jī)9不啟 動(dòng)，啟動(dòng)升降電機(jī)1使中橫梁5快速移動(dòng)，當(dāng)拉壓桿16下端接近試驗(yàn)裝 置27時(shí)，再將升降電機(jī)1的速度轉(zhuǎn)換成較慢的試驗(yàn)速度，使中橫梁5慢 速向下移動(dòng)，簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)裝置27受力，拉壓桿16將壓力傳遞給拉壓傳 感器15，拉壓傳感器15感受到壓力的大小，便將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行 數(shù)據(jù)處理和圖像顯示。
權(quán)利要求
1、具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，包括由機(jī)箱(2)、工作臺(tái)(18)、左右兩個(gè)空芯立柱(6)、上橫梁(8)組成的固定機(jī)架，特征在于機(jī)架的上下兩端分別設(shè)有裝于工作臺(tái)(18)底部的與升降減速機(jī)(21)連接的升降電機(jī)(1)及裝于上橫梁(8)頂部的與扭轉(zhuǎn)減速機(jī)(10)連接的扭轉(zhuǎn)電機(jī)(9)，兩臺(tái)電機(jī)構(gòu)成一套動(dòng)力加載系統(tǒng)并由外部與之連接的電氣控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制并協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)拉扭和壓扭試驗(yàn)；工作臺(tái)(18)與上橫梁(8)之間左右兩側(cè)固定設(shè)有貫穿立柱(6)內(nèi)部的絲杠(4)，絲杠(4)的上端固定于上橫梁(8)，下端由固定于工作臺(tái)(18)下部所設(shè)同步帶(20)兩端的同步帶輪(3)連接帶動(dòng)，工作臺(tái)(18)與上橫梁(8)之間還設(shè)有由絲杠(4)貫穿其中且與其螺紋連接的中橫梁(5)，中橫梁(5)上分別設(shè)有拉壓桿(16)以及與計(jì)算機(jī)連通的拉壓傳感器(15)和扭轉(zhuǎn)傳感器(14)，用于將各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖像顯示；工作臺(tái)(18)的上部設(shè)有用于承載簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)裝置(27)的帶滑枕(26)的滑道(19)，工作臺(tái)(18)靠近立柱(6)一側(cè)設(shè)有用于固定懸臂梁試驗(yàn)裝置(25)的固定支座(17)，扭轉(zhuǎn)減速機(jī)(10)的下部固定設(shè)有外部帶推力軸承(7)的掛柱(11)，掛柱(11)下部設(shè)有用于安裝試件(13)的夾頭(12)。
2、 按照權(quán)利要求1所述具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn) 機(jī)，其特征在于所述工作臺(tái)(18)的上部與中橫梁(5)上所設(shè)拉壓桿(16) 之間設(shè)有壓縮試件(23)，壓縮試件(23)的上下兩端分別設(shè)有壓縮上墊 塊(22)和壓縮下墊塊(24)。
3、 按照權(quán)利要求1所述具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn) 機(jī)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)電機(jī)(9)和掛柱(11)安裝在工作臺(tái)(18)上。
4、 按照權(quán)利要求1所述具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn) 機(jī)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)傳感器(14)采用高精度的輪輻式傳感器，安 裝于中橫梁(5)的中心線(xiàn)一側(cè)。
5、 按照權(quán)利要求1所述具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn) 機(jī)，其特征在于所述扭轉(zhuǎn)傳感器(14)采用傳統(tǒng)的傳感器，安裝于掛柱(11)或拉壓桿(16)上。
6、 按照權(quán)利要求1所述具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn) 機(jī)，其特征在于所述懸臂梁試驗(yàn)裝置(25)是等強(qiáng)懸臂梁、矩形懸臂梁、 彎扭組合懸臂梁其中任意一種。
7、 ^照權(quán)利i求i所述具有拉扭和壓扭功能的多功能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，其特征在宇所述簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)裝置(27)是簡(jiǎn)支彎曲梁、橫力彎曲梁、 彈性簡(jiǎn)支梁、T字形簡(jiǎn)支梁、工字形簡(jiǎn)支梁、楔塊疊合梁其中任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，屬于材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。特征機(jī)架上下兩端設(shè)升降電機(jī)及扭轉(zhuǎn)電機(jī)，兩電機(jī)構(gòu)成一套動(dòng)力加載系統(tǒng)并由外部電氣控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制并協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)拉扭和壓扭試驗(yàn)，工作臺(tái)與上橫梁之間設(shè)上端固定于上橫梁、下端由同步帶輪連接帶動(dòng)的絲杠，工作臺(tái)與上橫梁之間設(shè)有中橫梁，中橫梁上分別設(shè)拉壓桿及與計(jì)算機(jī)連通的拉壓傳感器和扭轉(zhuǎn)傳感器，工作臺(tái)上部設(shè)帶滑枕的滑道，工作臺(tái)靠近立柱一側(cè)設(shè)固定支座，扭轉(zhuǎn)減速機(jī)下部固定設(shè)下部設(shè)夾頭的掛柱；本發(fā)明采用一套動(dòng)力加載系統(tǒng)中的兩個(gè)電機(jī)由電氣控制系統(tǒng)同時(shí)協(xié)調(diào)控制方法實(shí)現(xiàn)拉扭和壓扭功能，兩電機(jī)轉(zhuǎn)速由電氣控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)不同試驗(yàn)需要，對(duì)被測(cè)參量采集和傳送進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，真實(shí)準(zhǔn)確的顯示在屏幕上。
文檔編號(hào)G01N3/00GK101625296SQ200910017478
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者孫仙山, 孫芳山 申請(qǐng)人:孫仙山;孫芳山