一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置及其工作方法，該測(cè)量裝置的水平夾持裝置包括上夾頭和下夾頭，兩夾頭通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與工件支架連接，分別可沿工件支架作水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)；加載裝置通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與加載裝置支架連接，可沿加載裝置支架水平移動(dòng)；激光位移傳感器通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與傳感器支撐裝置連接，可沿傳感器支撐裝置水平移動(dòng)；傳感器支撐裝置通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與傳感器支架連接，可沿傳感器支架垂直移動(dòng)。本發(fā)明對(duì)于不同尺寸的零件均可以實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)彎曲蠕變實(shí)驗(yàn)，三點(diǎn)之間的比例可以方便進(jìn)行調(diào)節(jié)，所需載荷可以根據(jù)需要進(jìn)行方便加載，位移傳感器的位置可以隨加載裝置位置的變化而變化，使得工件的彎曲蠕變變化率能較方便測(cè)量得到。
【專利說(shuō)明】一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置及其工作方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蠕變參數(shù)測(cè)量領(lǐng)域，具體是一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)的諸多領(lǐng)域，設(shè)備處于復(fù)雜、惡劣的工作環(huán)境，其造價(jià)昂貴，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中其作用不可替代。一旦設(shè)備因事故而非計(jì)劃停止，將可能造成重大損失。而蠕變破壞是高溫、高應(yīng)力狀態(tài)下破壞的一種很重要的形式。對(duì)設(shè)備蠕變參數(shù)的精確測(cè)量，可以極大減少因?yàn)樵O(shè)備因蠕變破壞而造成的損失。[0003]在傳統(tǒng)的單軸拉伸蠕變實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)試樣獲取材料的蠕變參數(shù)，往往需要大量材料，同時(shí)大量取材也會(huì)對(duì)原設(shè)備帶來(lái)破壞，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。而在某些微小裝置可靠性實(shí)驗(yàn)中有時(shí)候也會(huì)因?yàn)樗≡嚇芋w積太小而而無(wú)法滿足傳統(tǒng)性能試驗(yàn)對(duì)試樣尺寸的要求，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。
[0004]在工業(yè)設(shè)備材料性能的檢驗(yàn)和壽命評(píng)估中，一方面要盡可能采用無(wú)損或半損檢測(cè)的方法，另一方面又必須最大限度地得到材料的力學(xué)性能，微小型試樣是解決這兩難問(wèn)題的有效方法。最早研究此方法的是Dom和Niebuhr。彎曲蠕變?cè)囼?yàn)的理論研究工作至今已經(jīng)取得了不少進(jìn)展，通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)研究材料的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，但是目前從所得數(shù)據(jù)直接獲得材料蠕變參數(shù)的方法卻不多見(jiàn)。華東理工大學(xué)的馬淵睿提出了對(duì)稱的三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量材料的蠕變性能，但其并未提供一個(gè)切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)裝置，西北工業(yè)大學(xué)的Xu等人提出了非對(duì)稱的外伸彎曲蠕變?cè)囼?yàn)方法，其實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，但是對(duì)零件的尺寸范圍要求較高，特別是零件的厚度，必須能與實(shí)驗(yàn)裝置較準(zhǔn)確吻合才能保證零件在較水平的位置，且其裝置三點(diǎn)之間的比例是固定的，無(wú)法調(diào)整，更重要的是對(duì)于零件的彎曲變化率的測(cè)量并未提出一個(gè)合理可行的措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了改進(jìn)現(xiàn)有蠕變參數(shù)測(cè)量技術(shù)的缺陷，提供了一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置及其工作方法，對(duì)于不同尺寸的零件均可以實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)彎曲蠕變實(shí)驗(yàn)，且三點(diǎn)之間的比例可以方便進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0006]本發(fā)明提供了一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置，包括底座，底座兩端分別設(shè)有垂直于底座的工件支架和傳感器支架，工件支架中部通過(guò)夾持裝置固定待測(cè)工件一端，使待測(cè)工件與底座平行；工件支架上端連接有與待測(cè)工件平行的加載裝置支架，加載裝置支架上裝有與待測(cè)工件垂直的加載裝置，加載裝置上端裝有重物載荷平臺(tái)，加載裝置下端的支持接觸線與待測(cè)工件另一端接觸；加載裝置正上方設(shè)有連接電腦的激光位移傳感器，激光位移傳感器通過(guò)傳感器支撐裝置與傳感器支架連接，所述的水平加持裝置包括上夾頭和下夾頭，兩夾頭通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與工件支架連接，分別可沿工件支架作水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)；加載裝置通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與加載裝置支架連接，可沿加載裝置支架水平移動(dòng)；激光位移傳感器通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與傳感器支撐裝置連接，可沿傳感器支撐裝置水平移動(dòng)；傳感器支撐裝置通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與傳感器支架連接，可沿傳感器支架垂直移動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)，所述的滑塊裝置包括滑塊和滑槽，滑塊和滑槽側(cè)面均開(kāi)有緊固螺紋孔，滑塊和滑槽之間通過(guò)緊固螺栓限位。
[0008]本發(fā)明還提供了一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置的工作方法，包括以下步驟:
1)根據(jù)待測(cè)工件的厚度，通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)夾持裝置的上下夾頭，通過(guò)緊固螺栓固定夾頭夾緊待測(cè)工件；
2)根據(jù)待測(cè)工件的長(zhǎng)度，通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)加載裝置的水平位置，使加載裝置下端的支持接觸線與工件末端接觸；
3)通過(guò)調(diào)節(jié)加持裝置夾頭的水平位置和加載裝置的水平位置，調(diào)節(jié)三點(diǎn)之間的比例；
4)通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)激光位移傳感器的水平位置，使激光位移傳感器位于加載裝置正上方，通過(guò)緊固螺栓固定激光位移傳感器；
5)在重物載荷平臺(tái)上放置載荷重物；
6)通過(guò)傳感器支撐裝置和傳感器支架之間的滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)激光位移傳感器的高度，使激光位移傳感器與載荷重物的高度位于激光位移傳感器的有效測(cè)量范圍之內(nèi)，利用激光位移傳感器測(cè)量載荷重物的高度；
7 )在重物載荷平臺(tái)上放置不同數(shù)目的載荷重物，重復(fù)步驟6 )，利用PC機(jī)測(cè)量并記錄載荷重物的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系，即可得到待測(cè)工件彎曲蠕變隨時(shí)間變化的過(guò)程。
[0009]本發(fā)明有益效果在于:對(duì)于不同尺寸的零件均可以實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)彎曲蠕變實(shí)驗(yàn)，三點(diǎn)之間的比例可以方便進(jìn)行調(diào)節(jié)，所需載荷可以根據(jù)需要進(jìn)行方便加載，位移傳感器的位置可以隨加載裝置位置的變化而變化，使得工件的彎曲蠕變變化率能較方便測(cè)量得到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明底座及主要支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為加載裝置滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為傳感器支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如I和圖2所示，包括底座10，底座10兩端分別設(shè)有垂直于底座10的工件支架17和傳感器支架11。工件支架17中部通過(guò)夾持裝置固定待測(cè)工件9 一端，夾持裝置包括上夾頭7和下夾頭8。工件支架17中部分別開(kāi)有上夾頭豎直滑槽14和下夾頭水平滑孔15。上夾頭7自身作為滑塊，可在上夾頭豎直滑槽14中上下滑動(dòng)，通過(guò)工件支架17側(cè)面的緊固螺紋孔和緊固螺栓進(jìn)行限位。下夾頭8自身作為滑塊，可在下夾頭水平滑孔15中水平滑動(dòng)，通過(guò)工件支架17側(cè)面的緊固螺紋孔和緊固螺栓進(jìn)行限位。待測(cè)工件的一端通過(guò)上下夾頭夾緊，使待測(cè)工件9與底座10平行。[0017]工件支架17上端連接有與待測(cè)工件9平行的加載裝置支架16，加載裝置支架16上開(kāi)有加載裝置滑槽13，加載裝置滑槽13中裝有加載裝置滑塊19，加載裝置滑塊19可在加載裝置滑槽13中水平滑動(dòng)。加載裝置滑塊19中間開(kāi)有加載裝置定位孔18 (如圖4所示)，加載裝置6穿過(guò)加載裝置定位孔18，其下端的支持接觸線21與待測(cè)工件9另一端接觸。加載裝置6上端裝有重物載荷平臺(tái)20 (如圖3所示)，重物載荷平臺(tái)20用于承載載荷重物5。
[0018]傳感器支架11側(cè)面開(kāi)有傳感器支架滑槽，傳感器支撐裝置3為L(zhǎng)型，其側(cè)面帶有支撐架滑塊12 (如圖5所示)，支撐架滑塊12在傳感器支架滑槽中豎直滑動(dòng)，通過(guò)側(cè)面的緊固螺紋孔和緊固螺栓限位。
[0019]傳感器支撐裝置3頂部開(kāi)有傳感器滑槽2，激光位移傳感器I自身作為滑塊，在傳感器滑槽2中水平滑動(dòng)，通過(guò)側(cè)面的緊固螺紋孔和緊固螺栓限位。激光位移傳感器I與電腦4連接。
[0020]本裝置的工作方法包括以下步驟:
1)根據(jù)待測(cè)工件的厚度，通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)夾持裝置的上下夾頭，通過(guò)緊固螺栓固定夾頭夾緊待測(cè)工件；
2)根據(jù)待測(cè)工件的長(zhǎng)度，通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)加載裝置的水平位置，使加載裝置下端的支持接觸線與工件末端接觸；
3)通過(guò)調(diào)節(jié)加持裝置夾頭的水平位置和加載裝置的水平位置，調(diào)節(jié)三點(diǎn)之間的比例；
4)通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)激光位移傳感器的水平位置，使激光位移傳感器位于加載裝置正上方，通過(guò)緊固螺栓固定激光位移傳感器；
5)在重物載荷平臺(tái)上放置載荷重物；
6)通過(guò)傳感器支撐裝置和傳感器支架之間的滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)激光位移傳感器的高度，使激光位移傳感器與載荷重物的高度位于激光位移傳感器的有效測(cè)量范圍之內(nèi)，利用激光位移傳感器測(cè)量載荷重物的高度；
7 )在重物載荷平臺(tái)上放置不同數(shù)目的載荷重物，重復(fù)步驟6 )，利用PC機(jī)測(cè)量并記錄載荷重物的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系，即可得到待測(cè)工件彎曲蠕變隨時(shí)間變化的過(guò)程。
[0021]工件的蠕變的過(guò)程是一個(gè)相當(dāng)緩慢的過(guò)程，在用激光位移傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)若采集頻率過(guò)高，往往既不必要，而且會(huì)造成數(shù)據(jù)量過(guò)大，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理的困難。在采集時(shí)往往I赫茲的采樣頻率已足夠。
[0022]本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置，包括底座(10)，底座(10)兩端分別設(shè)有垂直于底座(10)的工件支架(17)和傳感器支架(11)，工件支架(17)中部通過(guò)夾持裝置固定待測(cè)工件(9) 一端，使待測(cè)工件(9)與底座(10)平行；工件支架(17)上端連接有與待測(cè)工件(9)平行的加載裝置支架(16)，加載裝置支架(16)上裝有與待測(cè)工件(9)垂直的加載裝置(6)，加載裝置(6)上端裝有重物載荷平臺(tái)(20)，加載裝置(6)下端的支持接觸線(21)與待測(cè)工件(9)另一端接觸；加載裝置(6)正上方設(shè)有連接電腦(4)的激光位移傳感器(1)，激光位移傳感器(I)通過(guò)傳感器支撐裝置(3 )與傳感器支架(11)連接，其特征在于:所述的水平加持裝置包括上夾頭(7)和下夾頭(8)，兩夾頭通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與工件支架(17)連接，分別可沿工件支架(17)作水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)；加載裝置(6)通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與加載裝置支架(16)連接，可沿加載裝置支架(16)水平移動(dòng)；激光位移傳感器(I)通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與傳感器支撐裝置(3)連接，可沿傳感器支撐裝置(3)水平移動(dòng)；傳感器支撐裝置(3)通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)與傳感器支架(11)連接，可沿傳感器支架(11)垂直移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于:所述的滑塊裝置包括滑塊和滑槽，滑塊和滑槽側(cè)面均開(kāi)有緊固螺紋孔，滑塊和滑槽之間通過(guò)緊固螺栓限位。
3.一種三點(diǎn)外伸彎曲蠕變參數(shù)測(cè)量裝置的工作方法，其特征在于包括以下步驟:` `1)根據(jù)待測(cè)工件的厚度，通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)夾持裝置的上下夾頭，通過(guò)緊固螺栓固定夾頭夾緊待測(cè)工件； `2)根據(jù)待測(cè)工件的長(zhǎng)度，通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)加載裝置的水平位置，使加載裝置下端的支持接觸線與工件末端接觸； `3)通過(guò)調(diào)節(jié)加持裝置夾頭的水平位置和加載裝置的水平位置，調(diào)節(jié)三點(diǎn)之間的比例； `4)通過(guò)滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)激光位移傳感器的水平位置，使激光位移傳感器位于加載裝置正上方，通過(guò)緊固螺栓固定激光位移傳感器； ``5)在重物載荷平臺(tái)上放置載荷重物； `6)通過(guò)傳感器支撐裝置和傳感器支架之間的滑塊結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)激光位移傳感器的高度，使激光位移傳感器與載荷重物的高度位于激光位移傳感器的有效測(cè)量范圍之內(nèi)，利用激光位移傳感器測(cè)量載荷重物的高度； `7 )在重物載荷平臺(tái)上放置不同數(shù)目的載荷重物，重復(fù)步驟6 )，利用PC機(jī)測(cè)量并記錄載荷重物的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系，即可得到待測(cè)工件彎曲蠕變隨時(shí)間變化的過(guò)程。
【文檔編號(hào)】G01N3/20GK103940679SQ201410154493
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】何寧, 孟龍暉, 李亮, 楊吟飛, 趙威 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)