專利名稱：：金屬箔板高精度彎曲力學性能試驗裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種材料性能試驗裝置。
背景技術：
：隨著產品的微型化，生產微型構件的材料尺寸也越來越小。然而，在微尺度下，材料的力學特征與在傳統(tǒng)尺度下有著極大的差異，呈現(xiàn)明顯的尺度效應。由于微尺度材料的幾何尺寸非常微小，采用常規(guī)的試驗裝置根本無法進行有效的測試。例如，采用普通的彎曲試驗裝置進行金屬箔板的彎曲試驗時，試樣很容易發(fā)生滑動和錯位。這就需要針對金屬箔板設計新的高精度試驗裝置。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是為解決普通彎曲試驗裝置無法精確測得金屬箔板彎曲力學性能參數(shù)的問題，提供一種金屬箔板高精度彎曲力學性能試驗裝置。本發(fā)明包括上模和下模，上模由兩個支承刀、上模座和上模柄組成，兩個支承刀相對設置且上端的燕尾鑲嵌在上模座下端的燕尾槽中，上模柄的下端固接在上模座上，下模由下模架、下模柄、兩個測力傳感器、兩個緊固機構、壓緊塊、兩個彈簧軸、兩個彈簧、兩個頂板和施力滾柱組成，下模架由底座和兩個立架組成，底座的上端面上沿縱向設有下凹槽，每個立架的上端設有壓塊槽，每個立架的下端設有安裝槽，兩個立架對稱設置在底座上，下模柄的上端與下模架的下端連接，兩個測力傳感器設置在下凹槽內且分別設置在下凹槽的兩端，每個測力傳感器上設有一個緊固機構，施力滾柱的兩端分別設置在兩個緊固機構中，壓緊塊設置在立架上的壓塊槽中，壓緊塊的兩端分別設有軸孔，每個軸孔中裝有一個彈簧軸，每個彈簧軸上套裝有一個彈簧，兩個頂板分別套裝在兩個彈簧軸上且通過連接件與其下的立架的頂端面連接。本發(fā)明的有益效果是一、由于本發(fā)明在下模上設置了壓緊塊和施力滾柱，利用測力傳感器可準確測得金屬箔板彎曲力學性能參數(shù)，試驗結果準確、精度高，而且在保證精度的情況下操作方便，效率高。二、本發(fā)明可以廣泛應用于電子和微機電系統(tǒng)產業(yè)的生產企業(yè)和研究機構上。圖l是本發(fā)明的整體結構示意圖，圖2是上模11的結構示意圖，圖3是圖2的A-A剖視圖，圖4是下模12的結構示意圖，圖5是圖4的B-B剖視圖，圖6是下模架4的結構示意圖，圖7是圖6的左視圖，圖8是施力滾柱14與固定環(huán)7-3的連接示意圖，圖9是緊固機構7的結構示意圖，圖10是測試坯料的安裝位置示意圖。具體實施例方式具體實施方式一結合圖1~圖7和圖10說明本實施方式，本實施方式包括上模11和下模12，上模11由兩個支承刀1、上模座2和上模柄3組成，兩個支承刀1相對設置且上端的燕尾1-1鑲嵌在上模座2下端的燕尾槽2-1中，上模柄3的下端通過連接件固接在上模座2上，下模12由下模架4、下模柄5、兩個測力傳感器6、兩個緊固機構7、壓緊塊8、兩個彈簧軸9、兩個彈簧IO、兩個頂板13和施力滾柱14組成，下模架4由底座4-1和兩個立架4-2組成，底座4-1的上端面上沿縱向設有下凹槽4-1-1，每個立架4-2的上端設有壓塊槽4-2-1，每個立架4-2的下端設有安裝槽4-2-2，兩個立架4-2對稱設置在底座4-1上，下模柄5的上端通過連接件與下模架4的下端連接，兩個測力傳感器6設置在下凹槽4-1-1內且分別設置在下凹槽4-1-1的兩端，每個測力傳感器6上設有一個緊固機構7，施力滾柱14的兩端分別設置在兩個緊固機構7中，壓緊塊8設置在立架4-2上的壓塊槽4-2-1中，壓緊塊8的兩端分別設有軸孔8-1，每個軸孔8-1中裝有一個彈簧軸9，每個彈簧軸9上套裝有一個彈簧10，兩個頂板13分別套裝在兩個彈簧軸9上且通過連接件與其下的立架4-2的頂端面連接。兩個支承刀1與上模座2通過燕尾槽連接，可以保證較好的垂直度，兩個支承刀1之間的跨距連續(xù)可調，彈簧10用來調整夾持力；測力傳感器6采用美國TranscdlBAB-5M力傳感器，該傳感器不僅可以提高測量的準確性，而且可以用于調節(jié)兩個支承刀1之間的中心線c與施力滾柱14垂直方向的中心線d對中，見圖3和圖8，該傳感器的主要技術參數(shù)見表l。具體實施方式二結合圖5和圖9說明本實施方式，本實施方式的每個緊固機構7由上固定塊7-1、下固定塊7-2和固定環(huán)7-3組成，上固定塊7-1的下端面上設有上半圓凹槽7-1-1，下固定塊7-2的上端面上設有下半圓凹槽7-2-1，下固定塊7-2的下端面上設有上凹槽7-2-2，上固定塊7-1上的上半圓凹槽7-1-1與下固定塊7-2上的下半圓凹槽7-2-1相對設置且上固定塊7-1通過連接件固接在下固定塊7-2上，固定環(huán)7-3設置在上半圓凹槽7-1-1與下半圓凹槽7-2-1中。固定環(huán)7-3的內徑可根據(jù)施力滾柱14的直徑而改變，這樣可以不用更換上固定塊7-1和下固定塊7-2;施力滾柱14的兩端分別設置在兩個緊固機構7上的固定環(huán)7-3中，施力滾柱14與緊固機構7采用分離的形式，使得細長的施力滾柱14兩端的同心度得以保證。本發(fā)明的工作過程試驗時，上模柄1-3的上端連接在材料試驗機的上模孔中，下模柄5的下端連接在材料試驗機的平臺上的下?？字校瑢⑺璩叽绲氖┝L柱14芯棒兩端壓入對應尺寸的固定環(huán)7-3中，見圖8，將施力滾柱14和固定環(huán)7-3的組件放入緊固機構7上的上半圓凹槽7-l-l和下半圓凹槽7-2-1中，調整好兩個支承刀1的間距，將壓緊塊8向上拉起，放入金屬箔板試樣15，放下壓緊塊8壓緊試樣；啟動材料試驗機，當支承刀1接觸到金屬箔板試樣15后放慢試驗機的速度，預加一個不會使金屬箔板試樣15發(fā)生塑性變形的力，觀測兩個測力傳感器6的示值，如果相等說明金屬箔板試樣15的位置正確，若不相等則說明彎曲力的施加方向不在支承刀1跨距的對稱面上，需要升起上模11，重新調節(jié)兩個支承刀1的跨距，調整好兩個支承刀1的間距后用連接件固定其位置，調整完畢后就可以再次進行試驗了，試驗過程由材料試驗機控制，試驗完成后升起上模ll，壓下壓緊塊8，取出金屬箔板試樣15進行測量，一次試驗過程完畢。試驗過程中的彎曲力數(shù)據(jù)由兩個力傳感器獲得，而位移數(shù)據(jù)則由試驗機獲得。應用實例本例的彎曲試驗是在微機控制電子萬能試驗機上進行，該試驗機測力精度、位移測量精度和速度精度分別在示值的±1%、±0.5%和±1%以內。本例采用美國TranscdlBAB-5M力傳感器進行彎曲力的測量，該傳感器滿量程為50N，表1是該傳感器的參數(shù)，該傳感器可以直接連接在試驗機的數(shù)據(jù)采集卡上，試驗數(shù)據(jù)可以直接由試驗機的控制軟件獲得，因此可以采用微機控制整個試驗過程，實時動態(tài)顯示負荷值、位移值、變形值、試驗速度和試驗曲線。表1BAB-5M傳感器主要技術參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權利要求1、一種金屬箔板高精度彎曲力學性能試驗裝置，其特征在于它包括上模(11)和下模(12)，上模(11)由兩個支承刀(1)、上模座(2)和上模柄(3)組成，兩個支承刀(1)相對設置且上端的燕尾(1-1)鑲嵌在上模座(2)下端的燕尾槽(2-1)中，上模柄(3)的下端固接在上模座(2)上，下模(12)由下模架(4)、下模柄(5)、兩個測力傳感器(6)、兩個緊固機構(7)、壓緊塊(8)、兩個彈簧軸(9)、兩個彈簧(10)、兩個頂板(13)和施力滾柱(14)組成，下模架(4)由底座(4-1)和兩個立架(4-2)組成，底座(4-1)的上端面上沿縱向設有下凹槽(4-1-1)，每個立架(4-2)的上端設有壓塊槽(4-2-1)，每個立架(4-2)的下端設有安裝槽(4-2-2)，兩個立架(4-2)對稱設置在底座(4-1)上，下模柄(5)的上端與下模架(4)的下端連接，兩個測力傳感器(6)設置在下凹槽(4-1-1)內且分別設置在下凹槽(4-1-1)的兩端，每個測力傳感器(6)上設有一個緊固機構(7)，施力滾柱(14)的兩端分別設置在兩個緊固機構(7)中，壓緊塊(8)設置在立架(4-2)上的壓塊槽(4-2-1)中，壓緊塊(8)的兩端分別設有軸孔(8-1)，每個軸孔(8-1)中裝有一個彈簧軸(9)，每個彈簧軸(9)上套裝有一個彈簧(10)，兩個頂板(13)分別套裝在兩個彈簧軸(9)上且通過連接件與其下的立架(4-2)的頂端面連接。2、根據(jù)權利要求l所述的金屬箔板高精度彎曲力學性能試驗裝置，其特征在于每個緊固機構(7)由上固定塊(7-1)、下固定塊(7-2)和固定環(huán)(7-3)組成，上固定塊(7-1)的下端面上設有上半圓凹槽(7-1-1)，下固定塊(7-2)的上端面上設有下半圓凹槽(7-2-1)，下固定塊(7-2)的下端面上設有上凹槽(7-2-2)，上固定塊(7-1)上的上半圓凹槽(7-1-1)與下固定塊(7-2)上的下半圓凹槽(7-2-1)相對設置且上固定塊(7-1)固接在下固定塊(7-2)上，固定環(huán)(7-3)設置在上半圓凹槽(7-1-1)與下半圓凹槽(7-2-1)中。全文摘要金屬箔板高精度彎曲力學性能試驗裝置，它涉及一種材料性能試驗裝置。本發(fā)明為解決普通彎曲試驗裝置無法精確測得金屬箔板彎曲力學性能參數(shù)的問題。兩個支承刀相對設置且上端的燕尾鑲嵌在上模座下端的燕尾槽中，上模柄與上模座連接，底座的上端面上設有下凹槽，立架的上端設有壓塊槽，下端設有安裝槽，下模柄與下模架連接，兩個測力傳感器設置在下凹槽內，測力傳感器上設有緊固機構，施力滾柱的兩端分別設置在兩個緊固機構中，壓緊塊設置在壓塊槽中，壓緊塊上設有軸孔，軸孔中設有一個彈簧軸，彈簧軸上套裝有彈簧，頂板套裝在彈簧軸上且與立架頂端連接。本發(fā)明在下模上設置了壓緊塊和施力滾柱，利用測力傳感器可準確測得金屬箔板彎曲力學性能參數(shù)。文檔編號G01N3/00GK101441157SQ20081020980公開日2009年5月27日申請日期2008年12月26日優(yōu)先權日2008年12月26日發(fā)明者單德彬,健周,斌郭,峰龔申請人:哈爾濱工業(yè)大學