專利名稱：一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種測(cè)試磁敏弾性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，具體涉及ー種基于力-磁耦合原理測(cè)試材料磁致力學(xué)特性的磁場(chǎng)發(fā)生、力學(xué)加載及測(cè)量裝置，它主要用于磁敏弾性體在不同大小磁場(chǎng)中磁致伸縮、磁致拉壓及磁致剪切特性的測(cè)量。屬于鐵磁復(fù)合材料力磁耦合參數(shù)及其特性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
(ニ)
背景技術(shù)：
目前，無(wú)論材料在磁場(chǎng)中的磁學(xué)特性還是在結(jié)構(gòu)場(chǎng)中的力學(xué)特性測(cè)試技術(shù)均已發(fā)展成熟，各類磁學(xué)測(cè)試儀器(高斯計(jì)等)及力學(xué)測(cè)試儀器(萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等)都已產(chǎn)品化。但是對(duì)材料力磁耦合行為的研究尚不夠深入，相應(yīng)研究力磁耦合效應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備和儀器十分缺少。在文獻(xiàn)中曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的少量自制力磁測(cè)試設(shè)備均存在各類缺陷，比如成本高、通用性差和測(cè)試儀器易受電磁場(chǎng)干擾等。

發(fā)明內(nèi)容
I、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供ー種測(cè)試磁敏弾性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，它是ー種在具體試驗(yàn)中通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和更換夾具來(lái)進(jìn)行不同磁場(chǎng)下磁敏弾性體磁致伸縮、磁致拉壓及磁致剪切特性的通用試驗(yàn)裝置。2、技術(shù)方案本發(fā)明ー種測(cè)試磁敏弾性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，如圖I (a)、圖I (b)所示，該裝置包括以下部件上連接件I、加載端鐵心2、六角螺栓3、上端蓋4、第一勵(lì)磁線圈5、第二勵(lì)磁線圈6、L型鉄心7、下端蓋8、六角螺栓9和下連接件10。它們之間的位置連接關(guān)系是上連接件I通過(guò)自身螺紋與加載端鐵心2相連；加載端鐵心2處于左右対稱的上端蓋4之間；上端蓋4通過(guò)六角螺栓3與L型鉄心7相連；第一勵(lì)磁線圈5與第二勵(lì)磁線圈6沿中心軸上下各放置ー個(gè)；下端蓋8通過(guò)六角螺栓9與L型鉄心7相連；下連接件10通過(guò)自身螺紋與下端蓋8相連；該裝置整體通過(guò)上連接件I和下連接件10與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接。所述上連接件I為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件；所述加載端鉄心2為長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同加載端鐵心2 ；所述六角螺栓3為按需選購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件；所述上端蓋4為開(kāi)有螺栓連接孔的長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，數(shù)量為左右対稱的兩件，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同上端蓋4 ;所述第一勵(lì)磁線圈5為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制；所述第二勵(lì)磁線圈6為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制；所述L型鉄心7為長(zhǎng)方形截面L型件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，數(shù)量為左右対稱的兩件；、
所述下端蓋8為開(kāi)有螺栓連接孔的“T”字型或倒“凸”字型長(zhǎng)方形截面構(gòu)件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同下端蓋8 ；所述六角螺栓9為標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件；所述下連接件10為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件。本發(fā)明的工作原理及流程如下首先，將上連接件I和下連接件10與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接；磁致伸縮エ況如圖I (a)所示，磁敏弾性體試件放置于下端蓋8之上，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第ニ勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏弾性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，測(cè)試磁敏弾性體試件在磁場(chǎng)作用下的變形參數(shù)；拉壓エ況如圖I (a)所示，磁敏弾性體試件連接于加載端鉄心2與下端蓋8之間，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第ニ勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏弾性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng),通過(guò)加載端鐵心2對(duì)磁敏弾性體試件施加拉壓載荷，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)量；剪切エ況如圖I (b)所示，兩個(gè)相同尺寸磁敏弾性體試件左右對(duì)稱連接于加載端鉄心2與上端蓋4之間，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第ニ勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏弾性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，通過(guò)加載端鐵心2對(duì)磁敏弾性體試件施加剪切載荷，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)量。 本發(fā)明將磁致伸縮、磁致拉壓模量及磁致剪切模量的測(cè)量集成到一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的平臺(tái)中，將傳統(tǒng)力學(xué)測(cè)試設(shè)備與磁學(xué)測(cè)試設(shè)備相連接，形成ー個(gè)具有通用性的磁敏彈性體力磁耦合效應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)裝置。3、優(yōu)點(diǎn)及功效本發(fā)明ー種測(cè)試磁敏弾性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)如下I.將磁場(chǎng)發(fā)生裝置與專用夾具結(jié)合為一體，和傳統(tǒng)カ磁耦合測(cè)試裝置相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。2.與傳統(tǒng)力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備(萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等)的連接通過(guò)改變上下連接件形式及尺寸即可，費(fèi)用更低，使用更方便。3.將磁致伸縮、磁致拉壓模量及磁致剪切模量的測(cè)量集成到同一平臺(tái)上，減少試驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用。4.本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊且尺寸適中，可方便的放置于恒溫箱和電磁屏蔽箱等結(jié)構(gòu)中，滿足不同試驗(yàn)條件。總之，該裝置能夠進(jìn)行磁致伸縮、磁致拉壓模量及磁致剪切模量的測(cè)量，并能滿足不同試驗(yàn)條件的要求，兼具通用性與易用性。


圖I (a)是磁致伸縮及磁致拉壓模量測(cè)試示意圖。圖I (b)是磁致剪切模量測(cè)試示意圖。圖2 (a)是磁致伸縮及磁致拉壓模量測(cè)試加載端鐵心示意圖。圖2 (b)是磁致剪切模量測(cè)試加載端鉄心示意圖。圖3 (a)是磁致伸縮及磁致拉壓模量測(cè)試上端蓋示意圖。圖3 (b)是磁致剪切模量測(cè)試上端蓋示意圖。圖4 Ca)是磁致伸縮及磁致拉壓模量測(cè)試下端蓋示意圖。圖4 (b)是磁致剪切模量測(cè)試下端蓋示意圖。圖5 (a)是磁致伸縮及磁致拉壓模量測(cè)試磁路示意圖。
圖5 (b)是磁致剪切模量測(cè)試磁路示意圖。圖中符號(hào)說(shuō)明如下1-上連接件、2-加載端鐵心、3-六角螺栓、4-上端蓋、5-第一勵(lì)磁線圈、6_第二勵(lì)磁線圈、7_L型鐵心、8_下端蓋、9_六角螺檢、10-下連接件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步闡述見(jiàn)圖I (a)、圖I (b)，本發(fā)明ー種測(cè)試磁敏弾性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，該裝置主要包括上連接件I、加載端鐵心2、六角螺栓3、 上端蓋4、第一勵(lì)磁線圈5、第二勵(lì)磁線圈6、L型鉄心7、下端蓋8、六角螺栓9和下連接件10。它們之間的位置連接關(guān)系是上連接件I通過(guò)自身螺紋與加載端鐵心2相連；加載端鐵心2處于左右対稱的上端蓋4之間；上端蓋4通過(guò)六角螺栓3與L型鉄心7相連；第一勵(lì)磁線圈5與第二勵(lì)磁線圈6沿中心軸上下各放置ー個(gè)；下端蓋8通過(guò)六角螺栓9與L型鉄心7相連；下連接件10通過(guò)自身螺紋與下端蓋8相連；該裝置整體通過(guò)上連接件I和下連接件10與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接。所述上連接件I為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件；所述加載端鉄心2為長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同加載端鐵心2 ;拉壓試驗(yàn)采用圖2 (a)所示加載端鐵心2，剪切試驗(yàn)采用圖2 (b)所示加載端鐵心2 ；所述六角螺栓3為標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件；所述上端蓋4為開(kāi)有螺栓連接孔的長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，數(shù)量為左右対稱的兩件，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同上端蓋4;拉壓試驗(yàn)采用圖3 (a)所示上端蓋4，剪切試驗(yàn)中采用圖3 (b)所示上端蓋4;所述第一勵(lì)磁線圈5為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制；所述第二勵(lì)磁線圈6為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制；所述L型鉄心7為長(zhǎng)方形截面L型件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，數(shù)量為左右対稱的兩件；所述下端蓋8為開(kāi)有螺栓連接孔的“T”字型或倒“凸”字型長(zhǎng)方形截面構(gòu)件，材料選擇電エ純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率均很高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同下端蓋8 ;拉壓試驗(yàn)采用圖4 (a)所示下端蓋8，剪切試驗(yàn)中采用圖4 (b)所示下端蓋8;所述六角螺栓9為標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件；所述下連接件10為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件。如圖I (a)、(b)、圖2 (a)、(b)所示，本發(fā)明所涉及的種測(cè)試磁敏弾性體力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置通過(guò)上連接件I和下連接件10與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接。磁致伸縮エ況如圖I Ca)所示，磁敏弾性體試件放置于下端蓋8之上，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第ニ勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏弾性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，測(cè)試磁敏弾性體試件在磁場(chǎng)作用下的變形參數(shù)；拉壓エ況如圖I (a)所示，磁敏弾性體試件連接于加載端鉄心2與下端蓋8之間，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第ニ勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏弾性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，通過(guò)加載端鉄心2對(duì)磁敏弾性體試件施加拉壓載荷，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)量；剪切エ況如圖I (b)所示，兩個(gè)相同尺寸磁敏弾性體試件左右對(duì)稱連接于加載端鉄心2與上端蓋4之間，對(duì)第一勵(lì)磁線圈5及第ニ勵(lì)磁線圈6通電，在磁敏弾性體試件區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)，通過(guò)加載端鉄心2對(duì)磁敏弾性體試件施加剪切載荷，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)量。圖5 (a)是磁致伸縮及磁致拉壓模量測(cè)試磁路示意圖，圖5 (b)是磁致剪切模量測(cè)試磁路示意圖。本發(fā)明按照設(shè)想實(shí)施特例進(jìn)行了說(shuō)明，但不局限于上述實(shí)例，凡是符合本發(fā)明的 思路，采用相似結(jié)構(gòu)及材料替換的方法所獲得的技術(shù)方案，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置包括上連接件(I)、加載端鐵心(2)、六角螺栓(3)、上端蓋(4)、第一勵(lì)磁線圈(5)、第二勵(lì)磁線圈(6)、L型鐵心(J)、下端蓋(8)、六角螺栓(9)和下連接件(10);上連接件(I)通過(guò)自身螺紋與加載端鐵心(2)相連；加載端鐵心(2)處于左右對(duì)稱的上端蓋(4)之間；上端蓋(4)通過(guò)六角螺栓(3)與L型鐵心(7)相連；第一勵(lì)磁線圈(5)與第二勵(lì)磁線圈(6)沿中心軸上下各放置一個(gè)；下端蓋(8)通過(guò)六角螺栓(9)與L型鐵心(7)相連；下連接件(10)通過(guò)自身螺紋與下端蓋(8)相連；該裝置整體通過(guò)上連接件(I)和下連接件(10)與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接；所述上連接件(I)為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件； 所述加載端鐵心(2)為長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同加載端鐵心(2)； 所述六角螺栓(3)為按需選購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件； 所述上端蓋(4)為開(kāi)有螺栓連接孔的長(zhǎng)方體構(gòu)件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率高的材料，數(shù)量為左右對(duì)稱的兩件，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同上端蓋(4)； 所述第一勵(lì)磁線圈(5)為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制； 所述第二勵(lì)磁線圈(6)為自制件，由漆包銅導(dǎo)線繞制； 所述L型鐵心(7)為長(zhǎng)方形截面L型件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率高的材料，數(shù)量為左右對(duì)稱的兩件； 所述下端蓋(8)為開(kāi)有螺栓連接孔的“T”字型或倒“凸”字型長(zhǎng)方形截面構(gòu)件，材料選擇電工純鐵或其他強(qiáng)度及導(dǎo)磁率高的材料，拉壓與剪切試驗(yàn)中采用不同下端蓋(8); 所述六角螺栓(9)為標(biāo)準(zhǔn)件，數(shù)量為前后各一、左右對(duì)稱共四件； 所述下連接件(10)為帶螺紋和定位銷孔的階梯軸鋁合金件，是不導(dǎo)磁件。
全文摘要
一種測(cè)試磁敏彈性體磁致力學(xué)性能的通用試驗(yàn)裝置，包括上連接件、加載端鐵心、六角螺栓、上端蓋、第一勵(lì)磁線圈、第二勵(lì)磁線圈、L型鐵心、下端蓋、六角螺栓和下連接件；上連接件通過(guò)自身螺紋與加載端鐵心相連；加載端鐵心處于左右對(duì)稱的上端蓋之間；上端蓋通過(guò)六角螺栓與L型鐵心相連；第一勵(lì)磁線圈與第二勵(lì)磁線圈沿中心軸上下各放置一個(gè)；下端蓋通過(guò)六角螺栓與L型鐵心相連；下連接件通過(guò)自身螺紋與下端蓋相連；該裝置整體通過(guò)上連接件和下連接件與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)連接；本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和更換夾具來(lái)進(jìn)行不同磁場(chǎng)下磁敏彈性體磁致伸縮、拉壓及剪切特性的通用試驗(yàn)，它在鐵磁復(fù)合材料力磁耦合參數(shù)及其特性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域里具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01R33/18GK102680323SQ20121018744
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者冷鼎新, 孫凌玉, 李偉, 陳衛(wèi)衛(wèi), 馬付俊 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)