一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置，所述高速動態(tài)壓縮試驗裝置包括用于安裝試件的安裝臺及用于對所述試件進行壓縮加載的加載機構，所述加載機構包括用于壓縮所述試件的壓板及一端與所述壓板固定連接的壓桿，特別是，所述加載機構還包括通過卸載桿與所述壓桿的另一端相連的連接桿，所述連接桿具有空腔，所述壓桿的另一端位于所述空腔內并且所述壓桿的延伸方向與所述連接桿的延伸方向相同。本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置可以直接應用在高速拉伸試驗機上，實現(xiàn)高速動態(tài)壓縮，保持恒速加載，并可以實現(xiàn)低、中、高不同應變率加載下的恒速壓縮加載，安全可靠。
【專利說明】一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于材料力學性能動態(tài)測試與表征領域，用于汽車、航空等行業(yè)，具體涉及一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置。
【背景技術】
[0002]汽車發(fā)生碰撞時，許多車用材料如高強鋼、塑料、復合材料等均會遭受不同程度的壓縮變形，嚴重時會導致材料的失效及斷裂，因此研究車用材料的動態(tài)壓縮性能極為重要。目前，材料壓縮性能的測試儀器主要有電子萬能試驗機和落錘實驗臺。其中，電子萬能試驗機主要適用于準靜態(tài)或較低應變率下的壓縮試驗，無法實現(xiàn)高速動態(tài)壓縮，但對于高強鋼、塑料、泡沫等材料，我們更加關注材料在中、高應變率(f 1000/s)加載下的力學特性；落錘試驗臺可以實現(xiàn)高速動態(tài)壓縮，能滿足特定的接觸速度要求，但在加載過程中速度將會發(fā)生變化，即非恒速加載，沖擊過程中存在能量損失。
[0003]高速拉伸試驗機主要用于測試金屬、復合材料、塑料等材料及零部件在高應變速率載荷作用下的力學性能，已廣泛應用在新材料研發(fā)、航空航天及汽車等領域，如測量汽車高強鋼板在高應變率下的材料參數(shù)。該設備擁有先進的拉伸夾具，目前主要用做材料的拉伸試驗，同時該設備軟件程序中具有沖擊壓縮的功能，但受限于設備硬件，如果直接用于壓縮試驗,容易產(chǎn)生失穩(wěn)并對設備造成損壞。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于高速拉伸試驗機上的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，該高速動態(tài)壓縮試驗裝置能夠用于實現(xiàn)低、中、高不同應變率加載下的恒速壓縮加載，安全可靠。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
高速動態(tài)壓縮試驗裝置，包括用于安裝試件的安裝臺及用于對所述試件進行壓縮加載的加載機構，所述加載機構包括用于壓縮所述試件的壓板及一端與所述壓板固定連接的壓桿，所述加載機構還包括通過卸載桿與所述壓桿的另一端相連的連接桿，所述連接桿具有空腔，所述壓桿的另一端位于所述空腔內并且所述壓桿的延伸方向與所述連接桿的延伸方向相同。
[0006]所述卸載桿穿過所述壓桿設置，并且所述卸載桿的兩端部分別穿過所述連接桿的對應兩側壁而延伸至所述連接桿外。
[0007]所述卸載桿的兩端部分別通過緊固件與所述連接桿固定連接。
[0008]所述卸載桿的延伸方向垂直于所述連接桿的延伸方向。
[0009]所述卸載桿的位于所述連接桿的內側壁與所述壓桿之間的部位上開設有多個缺□。
[0010]多個所述缺口對稱分布在所述卸載桿的對稱二側面。
[0011]所述空腔內填充有緩沖材料層，所述緩沖材料層的一面與所述壓桿的另一端部相接觸，而另一面與所述連接桿相接觸。
[0012]所述壓桿和所述連接桿之間設置有密封環(huán)。
[0013]所述高速動態(tài)壓縮試驗裝置還包括導向機構，所述導向機構包括固定設置在所述安裝臺側方的支撐座、與所述支撐座固定連接的導桿及沿所述導桿的長度方向滑動地設置在所述導桿上的滑套，所述加載機構還包括固定連接在所述壓桿和所述壓板之間的連接板，所述連接板的側部與所述滑套固定連接。
[0014]所述導向機構設置有2個，2個所述導向機構對稱設置在所述安裝臺的二側，所述連接板的兩側部分別與兩側的所述滑套固定連接。
[0015]由于以上技術方案的實施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:
本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置具有卸載桿，可以通過將卸載桿設計成不同形狀和尺寸，實現(xiàn)不同額定力值的卸載實驗。
[0016]本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置能夠實現(xiàn)高速動態(tài)壓縮，保持恒速加載，并可以實現(xiàn)低、中、高不同應變率下的壓縮加載試驗。
[0017]本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置結構相對簡單，制造成本較低，安全可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的立體圖；
圖2為圖1中連接桿與壓桿連接處的A-A向剖視圖；
圖3為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的側視圖；
圖4為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的卸載桿的立體圖；
圖5為本發(fā)明高速動態(tài)壓縮試驗裝置的卸載桿的側視圖；
圖中:1、連接桿；2、緊固件；3、壓桿；4、連接板；5、壓板；6、滑套；7、導桿；8、空腔；9、支撐座；10、高速拉伸試驗機試驗臺；11、傳感器底座；12、傳感器；13、安裝臺；14、試件；15、緩沖材料層；16、卸載桿；17、密封環(huán)；18、T型槽；19、缺口。
【具體實施方式】
[0019]以下結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步描述:
如附圖f 5所示的，一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置，用于高速拉伸試驗機，該高速動態(tài)壓縮試驗裝置包括用于安裝試件14的安裝臺13及用于對試件14進行壓縮加載的加載機構，該加載機構包括用于壓縮試件14的壓板3、一端與壓板5固定連接的壓桿3及通過卸載桿16與壓桿3的另一端相連的連接桿1，連接桿I具有空腔8，壓桿3的另一端位于空腔8內并且壓桿3的延伸方向與連接桿I的延伸方向相同。
[0020]卸載桿16穿過壓桿3設置，并且卸載桿16的兩端部分別穿過連接桿I的對應兩側壁而延伸至連接桿I外。卸載桿16的兩端部分別通過緊固件2與連接桿I固定連接，緊固件2為螺栓。
[0021]卸載桿16的延伸方向垂直于連接桿I的延伸方向。
[0022]卸載桿16的位于連接桿I的內側壁與壓桿3之間的部位開設有多個缺口 19，缺口19的大小和深淺可以根據(jù)需要進行調整。具體地，缺口 19可以對稱開設有4個，4個缺口19分別對稱設置在卸載桿16的兩端及相應端的相對二側面。
[0023]連接桿1的空腔8內填充有緩沖材料層15，緩沖材料層15的一面與壓桿3的另一端部相接觸，而另一面與連接桿1相接觸。
[0024]為了使壓桿3在連接桿1的空腔8內不會晃動，在壓桿3和連接桿1的內壁之間設置有密封環(huán)17。
[0025]本發(fā)明的高速動態(tài)壓縮試驗裝置還包括導向機構，導向機構包括固定設置在安裝臺13側方的支撐座9、與支撐座9固定連接的導桿7及沿導桿7的長度方向滑動地設置在導桿7上的滑套6，加載機構還包括固定連接在壓桿3和壓板5之間的連接板4，連接板4的側部與滑套6固定連接。
[0026]具體地，導向機構設置有2個，2個導向機構對稱設置在安裝臺13的二側，連接板4的兩側部分別與兩側的滑套6固定連接。
[0027]本發(fā)明的工作原理:
在高速拉伸試驗機試驗臺10上通過螺栓固定連接有傳感器底座11，傳感器底座11上安裝有用于測力的傳感器12，在傳感器12上方安裝有安裝臺13，安裝臺13上放置試驗試件14 ;導向機構的支撐座9通過螺栓與高速拉伸試驗機試驗臺10上的T型槽18進行固定連接，導向機構位于安裝臺13的相對二側，具有較寬的測試范圍及測量視野；壓縮試驗裝置的連接桿1與高速拉伸試驗機通過螺紋進行連接。
[0028]試驗開始后，連接桿1帶動壓板5通過滑套6沿導桿7的長度方向運動，試件14受壓，傳感器12測力，試驗正常結束；若試驗力超過卸載桿16額定值，卸載桿16斷裂，連接桿1和壓桿3產(chǎn)生相對運動，壓桿3擠壓緩沖材料層15，起到吸收剩余能量的作用，保護試驗設備，試驗結束。
[0029]試驗過程中，使用非接觸測量方法可以測量試驗的壓縮變形；在低應變率加載下可以直接使用高速拉伸試驗機自帶的壓電晶體力傳感器測力；中、高應變率加載試驗工況中，可以使用貼片力傳感器測力。
[0030]以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種高速動態(tài)壓縮試驗裝置，包括用于安裝試件的安裝臺及用于對所述試件進行壓縮加載的加載機構，所述加載機構包括用于壓縮所述試件的壓板及一端與所述壓板固定連接的壓桿，其特征在于:所述加載機構還包括通過卸載桿與所述壓桿的另一端相連的連接桿，所述連接桿具有空腔，所述壓桿的另一端位于所述空腔內并且所述壓桿的延伸方向與所述連接桿的延伸方向相同。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述卸載桿穿過所述壓桿設置，并且所述卸載桿的兩端部分別穿過所述連接桿的對應兩側壁而延伸至所述連接桿外。
3.根據(jù)權利要求2所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述卸載桿的兩端部分別通過緊固件與所述連接桿固定連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述卸載桿的延伸方向垂直于所述連接桿的延伸方向。
5.根據(jù)權利要求2所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述卸載桿的位于所述連接桿的內側壁與所述壓桿之間的部位上開設有多個缺口。
6.根據(jù)權利要求5所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:多個所述缺口對稱分布在所述卸載桿的對稱二側面。
7.根據(jù)權利要求1所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述空腔內填充有緩沖材料層，所述緩沖材料層的一面與所述壓桿的另一端部相接觸，而另一面與所述連接桿相接觸。
8.根據(jù)權利要求1所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述壓桿和所述連接桿之間設置有密封環(huán)。
9.根據(jù)權利要求1所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述高速動態(tài)壓縮試驗裝置還包括導向機構，所述導向機構包括固定設置在所述安裝臺側方的支撐座、與所述支撐座固定連接的導桿及沿所述導桿的長度方向滑動地設置在所述導桿上的滑套，所述加載機構還包括固定連接在所述壓桿和所述壓板之間的連接板，所述連接板的側部與所述滑套固定連接。
10.根據(jù)權利要求9所述的高速動態(tài)壓縮試驗裝置，其特征在于:所述導向機構設置有2個，2個所述導向機構對稱設置在所述安裝臺的二側，所述連接板的兩側部分別與兩側的所述滑套固定連接。
【文檔編號】G01N3/08GK104237014SQ201410550001
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權日:2014年10月17日
【發(fā)明者】賴興華, 黃毅, 曹家健, 尹斌, 王磊, 夏勇, 周青 申請人:清華大學蘇州汽車研究院