專(zhuān)利名稱(chēng)：臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及一種物理測(cè)量?jī)x器，特別是一種測(cè)量金屬線(xiàn)材受力變形量的臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
根據(jù)胡克定律的實(shí)驗(yàn)原理指出，金屬線(xiàn)材在彈性限度內(nèi)，彈性體的應(yīng)力和應(yīng)變成正比。設(shè)有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S的金屬絲，在外力F作用下伸長(zhǎng)ΔL，則FS=EΔLL,]]>式中的比例系數(shù)E稱(chēng)為楊氏模量。設(shè)實(shí)驗(yàn)中所用金屬絲直徑為d，則S=14πd2,]]>將此公式代入上式整理以后得E=4FLπd2ΔL,]]>上式表明，對(duì)于長(zhǎng)度L，直徑d和所加外力F相同的情況下，楊氏模量E大時(shí)金屬絲的伸長(zhǎng)量ΔL小，因而，楊氏模量表達(dá)了金屬材料抵抗外力產(chǎn)生拉伸或壓縮形變的能力。
中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮閆L02133511.7公開(kāi)了一種倒掛式彈性模量測(cè)量?jī)x，為立式結(jié)構(gòu)，在作為支撐的立柱上配合有上夾頭和下夾頭，下夾頭固定，上下夾頭之間固定待測(cè)金屬絲，上夾頭由一根金屬細(xì)繩與一組與滑輪配合的砝碼相連，金屬絲受力后的變形量由帶有光學(xué)系統(tǒng)如望遠(yuǎn)鏡的光杠桿測(cè)量，該儀器的不足之處在于要在望遠(yuǎn)鏡中比較清晰地看到尺子的刻度必須要有兩個(gè)操作員配合，一人負(fù)責(zé)觀察望遠(yuǎn)鏡，另外一人負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)光杠桿上的反光鏡，由于儀器細(xì)高，砝碼離地太高容易失穩(wěn)，如被測(cè)金屬絲拉斷，砝碼掉下容易傷人不安全等。
另一公知的測(cè)量楊氏模量的儀器為CCD楊氏模量測(cè)量?jī)x，完全是一種由電子儀器組成測(cè)量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括顯微鏡，CCD攝像機(jī)，監(jiān)視器，磁性座等，所述裝置成本明顯偏高，測(cè)量誤差大，調(diào)節(jié)困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一個(gè)能克服公知技術(shù)缺點(diǎn)，成本低廉，操作方便，測(cè)量精確度高的臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案為所述的測(cè)量?jī)x有一臥式結(jié)構(gòu)的機(jī)架，機(jī)架一側(cè)的上部有一固定待測(cè)金屬絲的固定位置的夾頭，金屬絲的另一端由另一臥式安裝的活動(dòng)夾頭固定，活動(dòng)夾頭還與一個(gè)測(cè)量元件的測(cè)量桿固定連接，測(cè)量桿的另一端與柔性元件相連，柔性元件繞過(guò)滑輪與一套砝碼加重裝置相連。
采用上述方案，測(cè)量金屬絲受力所產(chǎn)生的變形由精度很高的測(cè)量元件進(jìn)行，不需要設(shè)置價(jià)格昂貴，調(diào)試繁鎖的電子設(shè)備或光學(xué)儀器，因而克服了已有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
下面結(jié)合圖示及實(shí)施例對(duì)方案作更詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1為臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x的主視圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1中的A-A剖視圖；
圖4為圖1中測(cè)量原理的受力簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示所描述的是按方案所設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x，有一臥式安裝的機(jī)架，機(jī)架由兩塊側(cè)板1和三根成品字形排列的連接桿2組合形成，側(cè)板1的形狀和連接桿2的排列由圖3看得較清楚。連接桿2攻有絲口的兩端穿進(jìn)側(cè)板1的孔后用螺栓固緊。所形成臥式機(jī)架的上端安裝有夾頭，待測(cè)金屬絲3的一端由一個(gè)固定夾頭固定，所述固定夾頭實(shí)際上是在一側(cè)板的上端面活動(dòng)連接一塊壓板4，金屬絲3的另一端由一臥式安裝的活動(dòng)夾頭5固定，活動(dòng)夾頭5還與一個(gè)測(cè)量元件的測(cè)量桿6相連，連接方式是用活動(dòng)夾頭5上的螺栓孔與測(cè)量桿6端部的螺桿配合，或測(cè)量桿6的端部與活動(dòng)夾頭5上的孔配合再用螺釘固緊，測(cè)量桿6的另一端通過(guò)一個(gè)夾頭7與一根柔性元件如細(xì)鋼繩8相連，鋼繩8繞過(guò)滑輪9與一套砝碼加重裝置10相連。通過(guò)上述裝置形成待測(cè)金屬絲的加力系統(tǒng)，在機(jī)架上還固定有一夾座11以固定測(cè)量元件，本實(shí)施例使用的金屬絲變形量ΔL的測(cè)量元件是金屬加工中常用的千分表12，千分表12的表殼上的安裝管由千分表夾座11固定，夾座11定位緊固在機(jī)架連接桿2上面的一根桿上，本實(shí)施例的千分表測(cè)量范圍為0-20mm，精度0.001mm，符合這種要求的多種型號(hào)的千分表均可使用。當(dāng)然用百分表也可以，這要視實(shí)驗(yàn)精度的高低而確定。
活動(dòng)夾頭5由兩塊壓板13組成，通過(guò)螺栓連接，其中一塊壓板上有孔以便待測(cè)金屬絲穿過(guò)后再用壓板壓緊，兩塊壓板13之間的連接縫成為一個(gè)度量待測(cè)金屬絲的基準(zhǔn)，設(shè)有一根卡尺滑座14，卡尺滑座14上有標(biāo)尺及管狀的孔與機(jī)架連接桿2上面的一根桿配合，并能沿桿2移動(dòng)，上桿2的表面還貼有度量長(zhǎng)度的米尺，通過(guò)卡尺滑座14與連接桿2上的米尺配合可以測(cè)出金屬絲的原始長(zhǎng)度L。
如圖4所描述的是金屬絲的受拉力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，這是將圖1中的測(cè)量元件千分表12結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，一根測(cè)量桿6的兩端分別由活動(dòng)夾頭5和一個(gè)夾頭7固定連接，因此待測(cè)金屬絲3和測(cè)量桿6是處在同一受力系統(tǒng)中，而千分表12的表殼即測(cè)量指示系統(tǒng)位置是固定的，測(cè)量桿6的移動(dòng)量即表示待測(cè)金屬絲3的變形量ΔL，千分表指示系統(tǒng)能將測(cè)量桿6的微小變化由表盤(pán)讀數(shù)表示出來(lái)，所以觀察方便容易，表盤(pán)的形狀由圖2看得較清楚。
按上述方案安裝的測(cè)量?jī)x，使用時(shí)將待測(cè)金屬絲的一段固定在固定夾頭4和活動(dòng)夾頭5之間，并由砝碼加重，使待測(cè)金屬線(xiàn)伸直，此時(shí)移動(dòng)卡尺滑座14使標(biāo)尺與活動(dòng)夾頭5上的縫對(duì)準(zhǔn)測(cè)出待測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度L，并轉(zhuǎn)動(dòng)千分表的表盤(pán)使其對(duì)“0”，這時(shí)繼續(xù)加砝碼，將砝碼質(zhì)量m乘以g得到加力F，金屬線(xiàn)的變形量ΔL由千分表讀出，并測(cè)出待測(cè)金屬絲的直徑d，將所得參數(shù)代入上述的公式中計(jì)算出E。本裝置由于臥式結(jié)構(gòu)，占地面積不大，調(diào)整容易，實(shí)驗(yàn)精度也高，待測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，而裝置的成本很低，是對(duì)公知技術(shù)一個(gè)很大的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的測(cè)量?jī)x有一臥式結(jié)構(gòu)的機(jī)架，機(jī)架一側(cè)的上部有一固定待測(cè)金屬絲(3)的固定位置的夾頭，金屬絲(3)的另一端由另一臥式安裝的活動(dòng)夾頭(5)固定，活動(dòng)夾頭還與一個(gè)測(cè)量元件的測(cè)量桿(6)固定連接，測(cè)量桿(6)的另一端與柔性元件相連，柔性元件繞過(guò)滑輪與一套砝碼加重裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x，其特征在于機(jī)架由兩塊側(cè)板(1)和三根成品字形排列的連接桿(2)組合形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x，其特征在于活動(dòng)夾頭(5)由兩塊壓板(13)組成，通過(guò)螺栓連接，其中一塊壓板上有孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x，其特征在于設(shè)有一根卡尺滑座(14)，卡尺滑座(14)上有標(biāo)尺及管狀的孔與機(jī)架連接桿(2)上面的一根桿配合，并能沿桿(2)移動(dòng)，上桿(2)的表面還貼有度量長(zhǎng)度的米尺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的測(cè)量元件為一只千分表(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x，其特征在于千分表(12)的表殼上的安裝管由千分表夾座(11)固定，夾座(11)定位緊固在機(jī)架連接桿(2)上面的一根桿上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x，所述的測(cè)量?jī)x有一臥式結(jié)構(gòu)的機(jī)架，機(jī)架一側(cè)的上部有一固定待測(cè)金屬絲的固定位置的夾頭，金屬絲的另一端由另一臥式安裝的活動(dòng)夾頭(5)固定，活動(dòng)夾頭(5)還與一個(gè)測(cè)量元件的測(cè)量桿固定連接，測(cè)量桿(6)的另一端與柔性元件相連，柔性元件繞過(guò)滑輪與一套砝碼加重裝置相連。本發(fā)明由于臥式結(jié)構(gòu)，占地面積不大，調(diào)整容易，實(shí)驗(yàn)精度也高，待測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，而裝置的成本很低。
文檔編號(hào)G01N3/08GK101034045SQ20071004844
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者代偉, 蔡世全, 陳太紅 申請(qǐng)人:代偉