專利名稱：復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置[0001]一、 技術(shù)領(lǐng)域:[0002]本實(shí)用新型涉及的是材料力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域使用的試驗(yàn)裝置，具體涉及的是復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置。[0003]二、背景技術(shù):[0004]工程中許多結(jié)構(gòu)件在服役過程中常常承受多種載荷作用。因此，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能的測(cè)試顯得十分重要。目前許多高校和科研院所采用的材料試驗(yàn)機(jī)只能測(cè)試單一載荷作用下材料的彈性常數(shù)、強(qiáng)度極限等基本力學(xué)性能參數(shù)，而對(duì)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料的破壞形式及其力學(xué)性能無(wú)法定量描述，不能全面反映復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料的力學(xué)性能。在這種情形下，進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)材料力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)具有十分重要的工程實(shí)際意義。[0005]為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能的測(cè)試，許多研究人員開展了相關(guān)方面的研究，電液伺服雙向加載試驗(yàn)機(jī)為在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料的性能研究帶來了福音。但由于該設(shè)備價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、難度大、成本高而未能得到廣泛應(yīng)用。[0006]三、發(fā)明內(nèi)容:[0007]本實(shí)用新型的目的是提供復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置，它用于解決目前復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜的問題。[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置包括可夾持的試件、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、應(yīng)變片、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、瞬態(tài)波存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)，可夾持的試件由夾持頭和筒狀體焊接而成，筒狀體的兩端各焊接一個(gè)夾持頭，夾持頭上設(shè)置有注油孔，注油孔的一端與筒狀體相通，注油孔的另一端通過密封螺塞密封；可夾持的試件通過兩端的夾持頭安裝在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上，筒狀體上粘接有應(yīng)變片，應(yīng)變片分別與靜態(tài)電阻應(yīng)變儀相連，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和瞬態(tài)波存儲(chǔ)器相連，瞬態(tài)波存儲(chǔ)器與計(jì)算機(jī)相連。[0009]上述方案中夾持頭的注油孔一端設(shè)置有螺塞孔，螺塞孔的一端與注油孔連接，螺塞孔的另一端延伸至夾持頭的外表面上，密封螺塞與螺塞孔螺紋連接。[0010]上述方案中注油孔通過注油通道與筒狀體連接，注油孔與注油通道相垂直，夾持頭內(nèi)設(shè)置有閥孔，閥孔與注油通道相通，錐形閥桿設(shè)置在閥孔內(nèi)，錐形閥桿與閥孔螺紋連接，錐形閥桿可旋至注油通道處，錐形閥桿旋至注油通道處時(shí)，將注油通道封死。[0011]上述方案中錐形閥桿外端的螺栓頭處設(shè)置有O型圈，該O型圈具有密封的作用。[0012]有益效果:[0013](I)本實(shí)用新型通過調(diào)節(jié)油壓和扭矩的大小，測(cè)試被測(cè)試件在雙向拉伸和扭轉(zhuǎn)組合變形下材料的力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、成本低廉，便于推廣。[0014](2)本實(shí)用新型中的夾持頭可加工成標(biāo)準(zhǔn)接頭與不同材料筒狀體相連，適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下力學(xué)性能的測(cè)試。[0015]

:[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2是本實(shí)用新型中可夾持的試件的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖3是本實(shí)用新型中夾持頭的結(jié)構(gòu)示意圖。I夾持頭2錐形閥桿3密封螺塞4 O型圈5筒狀體6注油孔7應(yīng)變片8扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)9靜態(tài)電阻應(yīng)變儀10瞬態(tài)波存儲(chǔ)器11計(jì)算機(jī)。五具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明:如圖1所示，這種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置包括可夾持的試件、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)8、應(yīng)變片7、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀9、瞬態(tài)波存儲(chǔ)器10、計(jì)算機(jī)11，可夾持的試件由夾持頭I和筒狀體5焊接而成；參閱圖2，筒狀體5的兩端各焊接一個(gè)夾持頭1，夾持頭I上設(shè)置有注油孔6，注油孔6的一端與筒狀體5相通，注油孔6的另一端通過密封螺塞3密封；可夾持的試件通過兩端的夾持頭I安裝在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)8上，筒狀體5上粘接有0°應(yīng)變片、90°應(yīng)變片、45°應(yīng)變片，各應(yīng)變片7粘連在筒狀體5不同部位上，應(yīng)變片7分別與靜態(tài)電阻應(yīng)變儀9相連，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀9和瞬態(tài)波存儲(chǔ)器10相連，瞬態(tài)波存儲(chǔ)器10與計(jì)算機(jī)11相連。如圖3所示，夾持頭I的注油孔6 —端設(shè)置有螺塞孔，螺塞孔的一端與注油孔6連接，螺塞孔的另一端延伸至夾持頭I的外表面上，密封螺塞3與螺塞孔螺紋連接，當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，將密封螺塞3旋下，利用注油泵向筒狀體5內(nèi)注滿油。注油孔6通過注油通道與筒狀體5連接，注油孔5與注油通道相垂直，夾持頭I內(nèi)設(shè)置有閥孔，閥孔與注油通道相通，錐形閥桿2設(shè)置在閥孔內(nèi)，錐形閥桿I與閥孔螺紋連接，閥桿外端的螺栓頭處設(shè)置有O型圈4。本實(shí)用新型具體試驗(yàn)測(cè)試步驟如下:( I)將筒狀體5與夾持頭I焊接在一起；(2)根據(jù)試件尺寸及材料特性估算最大油壓，利用夾持頭上注油孔6將試驗(yàn)試件注滿油密封；(3)用游標(biāo)卡尺測(cè)量筒狀體5的內(nèi)徑d和外徑D ；(4)在筒狀體5均勻應(yīng)力區(qū)不同部位貼上橫向、縱向及45°方向應(yīng)變片7 ；(5)利用兩端夾持頭1，將試驗(yàn)試件安裝在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)8上；(6)采用半橋接法，將應(yīng)變片7導(dǎo)線與多測(cè)點(diǎn)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀9相連；(7)根據(jù)試件尺寸估算最大扭矩，選擇適當(dāng)測(cè)力度盤，調(diào)整相應(yīng)量程；(8)接通電源，將計(jì)算機(jī)11數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)里設(shè)置好相關(guān)參數(shù)，均勻緩慢加載，繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線，得到材料復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下力學(xué)性能曲線。(9)調(diào)節(jié)扭矩大小，重復(fù)(7)、(8)和(9)獲得桿件在不同復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下力學(xué)性能曲線。
權(quán)利要求1.一種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于:這種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置包括可夾持的試件、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)(8)、應(yīng)變片(7)、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀(9)、瞬態(tài)波存儲(chǔ)器(10)、計(jì)算機(jī)(11)，可夾持的試件由夾持頭(I)和筒狀體(5)焊接而成，筒狀體(5)的兩端各焊接一個(gè)夾持頭(1)，夾持頭(I)上設(shè)置有注油孔(6)，注油孔(6)的一端與筒狀體(5)相通，注油孔(6)的另一端通過密封螺塞(3)密封；可夾持的試件通過兩端的夾持頭(I)安裝在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)(8 )上，筒狀體(5 )上粘接有應(yīng)變片(7 )，應(yīng)變片(7 )分別與靜態(tài)電阻應(yīng)變儀(9)相連，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀(9)和瞬態(tài)波存儲(chǔ)器(10)相連，瞬態(tài)波存儲(chǔ)器(10)與計(jì)算機(jī)(11)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于:所述的夾持頭的注油孔(6)—端設(shè)置有螺塞孔，螺塞孔的一端與注油孔(6)連接，螺塞孔的另一端延伸至夾持頭(I)的外表面上，密封螺塞(3)與螺塞孔螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于:所述的注油孔(6)通過注油通道與筒狀體(5)連接，注油孔(6)與注油通道相垂直，夾持頭(I)內(nèi)設(shè)置有閥孔，閥孔與注油通道相通，錐形閥桿(2)設(shè)置在閥孔內(nèi)，錐形閥桿(2)與閥孔螺紋連接，錐形閥桿(2 )可旋至注油通道處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于:所述的錐形閥桿(2)外端的螺栓頭處設(shè)置有O型圈(4)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置，這種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料力學(xué)性能測(cè)試裝置包括可夾持的試件、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、應(yīng)變片、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、瞬態(tài)波存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)，可夾持的試件由夾持頭和筒狀體焊接而成，筒狀體的兩端各焊接一個(gè)夾持頭，夾持頭上設(shè)置有注油孔，注油孔的一端與筒狀體相通，注油孔的另一端通過密封螺塞密封；可夾持的試件通過兩端的夾持頭安裝在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上，筒狀體上粘接有應(yīng)變片，應(yīng)變片分別與靜態(tài)電阻應(yīng)變儀相連，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和瞬態(tài)波存儲(chǔ)器相連，瞬態(tài)波存儲(chǔ)器與計(jì)算機(jī)相連。本實(shí)用新型通過調(diào)節(jié)油壓和扭矩的大小，測(cè)試被測(cè)試件在雙向拉伸和扭轉(zhuǎn)組合變形下材料的力學(xué)性能，易于操作、成本低廉。
文檔編號(hào)G01N3/08GK203069457SQ20132010779
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月9日
發(fā)明者彭惠芬, 王鵬, 王程, 周立明, 岳欠杯 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)