專利名稱：一種非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種沖擊刀，尤其涉及一種非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀。
背景技術(shù)：
目前，在非金屬沖擊試驗中，一般普通的試驗方法是將具有一定重量G的擺錘舉上一定高度，使其獲得一定的勢能El = EH1，釋放擺錘沖擊試樣，擺錘抬起高度H2，其剩余能量E2 = EH2，兩者能量差為:E1-E2 = GH1-GH2 = G(H1_H2)，其中部分能量消耗于沖斷試樣，部分用于機械振動、摩擦、發(fā)熱等。數(shù)字化沖擊試驗方法中，把功定義為通過擺錘一次打斷夏比沖擊試樣，測出沖擊力一位移曲線，該曲線下的面積為沖斷試樣消耗的總能量 (即沖擊功)，這就涉及到兩個待測參數(shù)力及位移的精確感知與測量。

實用新型內(nèi)容針對以上缺陷，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、測量精確、可實現(xiàn)力信號的精確采集、有利于進行數(shù)據(jù)分析與評價、具有可視化檢測結(jié)果的非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀，從而準確實現(xiàn)非金屬材料儀器化沖擊試驗機力數(shù)據(jù)采集的目的。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀，包括擺錘組件及力傳感器，所述擺錘組件側(cè)部刀槽內(nèi)安裝彈性元件，所述彈性元件前端設(shè)有沖擊刀口，所述力傳感器由彈性元件及設(shè)置于元件上的力傳感器應(yīng)變片組成。本實用新型所述的非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀的有益效果為可用于試樣懸臂放置時進行儀器化沖擊試驗，作用到?jīng)_擊試樣上的力在幾十微秒內(nèi)經(jīng)歷一個復(fù)雜的變化過程，可精確記錄沖擊過程中力的變化情況，通過力采集系統(tǒng)、經(jīng)信號放大、傳輸至上位機、并把數(shù)據(jù)存儲，合理解決了非金屬材料儀器化沖擊試驗機力數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵問題。

下面根據(jù)實施例和附圖對本實用新型作進一步詳細說明。圖1是沖擊試驗懸臂梁沖擊刀的工作狀態(tài)示意圖；圖2是本實用新型實施例所述非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施例所述非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀的彈性元件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型實施例所述非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀的傳感器與上位機聯(lián)接電路連接示意圖。圖中1、擺錘組件；2、試件；3、錘柄；4、彈性元件；5、沖擊刀口 ；6、力傳感器應(yīng)變片。
具體實施方式
[0014]如圖1-4所示，本實用新型所述的非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀，包括帶有錘柄3的擺錘組件1及力傳感器，其中的力傳感器由彈性元件4及其設(shè)置于元件上的力傳感器應(yīng)變片6組成，所述擺錘組件1側(cè)部刀槽內(nèi)安裝彈性元件4，所述彈性元件4前端設(shè)有沖擊刀口 5，其中的力傳感器應(yīng)變片6由敏感柵、引線、粘結(jié)劑、基底和蓋層組成。數(shù)字化沖擊試驗機工作過程中，沖擊力在幾十微秒之內(nèi)變化幅度約為10_2 IO7N,且工作環(huán)境惡劣； 因此對彈性元件材料有以下要求(1)強度與彈性極限高；( 具有較高的沖擊韌度和疲勞極限；C3)彈性模量溫度系數(shù)小而穩(wěn)定；(4)熱處理后應(yīng)有均勻穩(wěn)定的組織，且各向同性； (5)熱膨脹系數(shù)?。?6)具有良好的機械加工和熱處理性能；(7)彈性滯后應(yīng)盡量小，因此可選擇35CrMnSiA作為彈性元件的材料。35CrMnSiA用于高精度傳感器，彈性模量為E = 2. IOXlO2GPa0其中的傳感器力信號經(jīng)放大、濾波之后，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡傳輸至上位機，存儲至軟盤，由自行開發(fā)的軟件進行數(shù)據(jù)分析與評價，顯示沖擊結(jié)果，從試驗機對試件2施加力開始，到力、位移信號經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換各部分的精確性，將直接影響試驗結(jié)果，因此對測力系統(tǒng)各部分都提出了要求。以上本實用新型所述的非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀，其中的彈性元件4由于形狀不同可分為桿柱、筒式、環(huán)式、板式、梁式、剪切輪幅式和雙連孔式等多種結(jié)構(gòu)，設(shè)計彈性體結(jié)構(gòu)不僅要滿足傳感器性能要求，還應(yīng)考慮到傳感器的應(yīng)用環(huán)境，彈性體結(jié)構(gòu)必須與傳感器的應(yīng)用環(huán)境相適應(yīng)。依據(jù)數(shù)字化沖擊試驗機力采集系統(tǒng)的要求，桿式彈性元件需結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可承受較大載荷，其截面形狀分為方形、實心圓形和空心圓形，為保證應(yīng)變計粘貼質(zhì)量，可采用方形截面，并依據(jù)沖擊刀口具體形狀設(shè)計結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1. 一種非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀，包括擺錘組件(1)及力傳感器，其特征在于所述擺錘組件(1)側(cè)部刀槽內(nèi)安裝彈性元件G)，所述彈性元件(4)前端設(shè)有沖擊刀口 (5)，所述力傳感器由彈性元件(4)及設(shè)置于元件上的力傳感器應(yīng)變片(6)組成。
專利摘要一種非金屬材料儀器化沖擊試驗沖擊刀，包括擺錘組件及力傳感器，所述擺錘組件側(cè)部刀槽內(nèi)安裝彈性元件，所述彈性元件前端設(shè)有沖擊刀口，所述力傳感器由彈性元件及設(shè)置于元件上的力傳感器應(yīng)變片組成。本實用新型有益效果為可用于試樣懸臂放置時進行儀器化沖擊試驗，作用到?jīng)_擊試樣上的力在幾十微秒內(nèi)經(jīng)歷一個復(fù)雜的變化過程，可精確記錄沖擊過程中力的變化情況，通過力采集系統(tǒng)、經(jīng)信號放大、傳輸至上位機、并把數(shù)據(jù)存儲，合理解決了非金屬材料儀器化沖擊試驗機力數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵問題。
文檔編號G01N3/06GK201983994SQ20112001619
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
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