高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，所述高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置包括用于安裝試件的安裝臺(tái)及用于對(duì)所述試件進(jìn)行壓縮加載的加載機(jī)構(gòu)，所述加載機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(nèi)并且所述壓桿的延伸方向與所述連接桿的延伸方向相同。本實(shí)用新型的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置可以直接應(yīng)用在高速拉伸試驗(yàn)機(jī)上，實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)態(tài)壓縮，保持恒速加載，并可以實(shí)現(xiàn)低、中、高不同應(yīng)變率加載下的恒速壓縮加載，安全可靠。
【專利說明】高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于材料力學(xué)性能動(dòng)態(tài)測(cè)試與表征領(lǐng)域，用于汽車、航空等行業(yè)，具體涉及一種高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車發(fā)生碰撞時(shí)，許多車用材料如高強(qiáng)鋼、塑料、復(fù)合材料等均會(huì)遭受不同程度的壓縮變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致材料的失效及斷裂，因此研究車用材料的動(dòng)態(tài)壓縮性能極為重要。目前，材料壓縮性能的測(cè)試儀器主要有電子萬能試驗(yàn)機(jī)和落錘實(shí)驗(yàn)臺(tái)。其中，電子萬能試驗(yàn)機(jī)主要適用于準(zhǔn)靜態(tài)或較低應(yīng)變率下的壓縮試驗(yàn)，無法實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)態(tài)壓縮，但對(duì)于高強(qiáng)鋼、塑料、泡沫等材料，我們更加關(guān)注材料在中、高應(yīng)變率(f 1000/s)加載下的力學(xué)特性；落錘試驗(yàn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)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(huì)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(yàn)機(jī)主要用于測(cè)試金屬、復(fù)合材料、塑料等材料及零部件在高應(yīng)變速率載荷作用下的力學(xué)性能，已廣泛應(yīng)用在新材料研發(fā)、航空航天及汽車等領(lǐng)域，如測(cè)量汽車高強(qiáng)鋼板在高應(yīng)變率下的材料參數(shù)。該設(shè)備擁有先進(jìn)的拉伸夾具，目前主要用做材料的拉伸試驗(yàn)，同時(shí)該設(shè)備軟件程序中具有沖擊壓縮的功能，但受限于設(shè)備硬件，如果直接用于壓縮試驗(yàn),容易產(chǎn)生失穩(wěn)并對(duì)設(shè)備造成損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高速拉伸試驗(yàn)機(jī)上的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，該高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置能夠用于實(shí)現(xiàn)低、中、高不同應(yīng)變率加載下的恒速壓縮加載，安全可靠。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，包括用于安裝試件的安裝臺(tái)及用于對(duì)所述試件進(jìn)行壓縮加載的加載機(jī)構(gòu)，所述加載機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(nèi)并且所述壓桿的延伸方向與所述連接桿的延伸方向相同。
[0007]所述卸載桿穿過所述壓桿設(shè)置，并且所述卸載桿的兩端部分別穿過所述連接桿的對(duì)應(yīng)兩側(cè)壁而延伸至所述連接桿外。
[0008]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。
[0009]所述卸載桿的延伸方向垂直于所述連接桿的延伸方向。
[0010]所述卸載桿的位于所述連接桿的內(nèi)側(cè)壁與所述壓桿之間的部位上開設(shè)有多個(gè)缺□。
[0011 ] 多個(gè)所述缺口對(duì)稱分布在所述卸載桿的對(duì)稱二側(cè)面。
[0012]所述空腔內(nèi)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。
[0013]所述壓桿和所述連接桿之間設(shè)置有密封環(huán)。
[0014]所述高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在所述安裝臺(tái)側(cè)方的支撐座、與所述支撐座固定連接的導(dǎo)桿及沿所述導(dǎo)桿的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)地設(shè)置在所述導(dǎo)桿上的滑套，所述加載機(jī)構(gòu)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(cè)部與所述滑套固定連接。
[0015]所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)置有2個(gè)，2個(gè)所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在所述安裝臺(tái)的二側(cè)，所述連接板的兩側(cè)部分別與兩側(cè)的所述滑套固定連接。
[0016]由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0017]本實(shí)用新型的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置具有卸載桿，可以通過將卸載桿設(shè)計(jì)成不同形狀和尺寸，實(shí)現(xiàn)不同額定力值的卸載實(shí)驗(yàn)。
[0018]本實(shí)用新型的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高速動(dòng)態(tài)壓縮，保持恒速加載，并可以實(shí)現(xiàn)低、中、高不同應(yīng)變率下的壓縮加載試驗(yàn)。
[0019]本實(shí)用新型的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，制造成本較低，安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置的立體圖；
[0021]圖2為圖1中連接桿與壓桿連接處的A-A向剖視圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置的側(cè)視圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置的卸載桿的立體圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置的卸載桿的側(cè)視圖；
[0025]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(dǎo)桿；8、空腔；9、支撐座；10、高速拉伸試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)；11、傳感器底座；12、傳感器；13、安裝臺(tái)；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(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0027]如附圖1飛所示的，一種高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，用于高速拉伸試驗(yàn)機(jī)，該高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置包括用于安裝試件14的安裝臺(tái)13及用于對(duì)試件14進(jìn)行壓縮加載的加載機(jī)構(gòu)，該加載機(jī)構(gòu)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(nèi)并且壓桿3的延伸方向與連接桿I的延伸方向相同。
[0028]卸載桿16穿過壓桿3設(shè)置，并且卸載桿16的兩端部分別穿過連接桿I的對(duì)應(yīng)兩側(cè)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。
[0029]卸載桿16的延伸方向垂直于連接桿I的延伸方向。
[0030]卸載桿16的位于連接桿I的內(nèi)側(cè)壁與壓桿3之間的部位開設(shè)有多個(gè)缺口 19，缺口19的大小和深淺可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。具體地，缺口 19可以對(duì)稱開設(shè)有4個(gè)，4個(gè)缺口19分別對(duì)稱設(shè)置在卸載桿16的兩端及相應(yīng)端的相對(duì)二側(cè)面。
[0031]連接桿I的空腔8內(nèi)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I相接觸。
[0032]為了使壓桿3在連接桿I的空腔8內(nèi)不會(huì)晃動(dòng)，在壓桿3和連接桿I的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封環(huán)17。
[0033]本實(shí)用新型的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在安裝臺(tái)13側(cè)方的支撐座9、與支撐座9固定連接的導(dǎo)桿7及沿導(dǎo)桿7的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)地設(shè)置在導(dǎo)桿7上的滑套6，加載機(jī)構(gòu)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(cè)部與滑套6固定連接。
[0034]具體地，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)置有2個(gè)，2個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在安裝臺(tái)13的二側(cè)，連接板4的兩側(cè)部分別與兩側(cè)的滑套6固定連接。
[0035]本實(shí)用新型的工作原理:
[0036]在高速拉伸試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)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(cè)力的傳感器12，在傳感器12上方安裝有安裝臺(tái)13，安裝臺(tái)13上放置試驗(yàn)試件14 ;導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的支撐座9通過螺栓與高速拉伸試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)10上的T型槽18進(jìn)行固定連接，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)位于安裝臺(tái)13的相對(duì)二側(cè)，具有較寬的測(cè)試范圍及測(cè)量視野；壓縮試驗(yàn)裝置的連接桿I與高速拉伸試驗(yàn)機(jī)通過螺紋進(jìn)行連接。
[0037]試驗(yàn)開始后，連接桿I帶動(dòng)壓板5通過滑套6沿導(dǎo)桿7的長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，試件14受壓，傳感器12測(cè)力，試驗(yàn)正常結(jié)束；若試驗(yàn)力超過卸載桿16額定值，卸載桿16斷裂，連接桿I和壓桿3產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓桿3擠壓緩沖材料層15，起到吸收剩余能量的作用，保護(hù)試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)結(jié)束。
[0038]試驗(yàn)過程中，使用非接觸測(cè)量方法可以測(cè)量試驗(yàn)的壓縮變形；在低應(yīng)變率加載下可以直接使用高速拉伸試驗(yàn)機(jī)自帶的壓電晶體力傳感器測(cè)力；中、高應(yīng)變率加載試驗(yàn)工況中，可以使用貼片力傳感器測(cè)力。
[0039]以上對(duì)本實(shí)用新型做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，包括用于安裝試件的安裝臺(tái)及用于對(duì)所述試件進(jìn)行壓縮加載的加載機(jī)構(gòu)，所述加載機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(nèi)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(quán)利要求1所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述卸載桿穿過所述壓桿設(shè)置，并且所述卸載桿的兩端部分別穿過所述連接桿的對(duì)應(yīng)兩側(cè)壁而延伸至所述連接桿外。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)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(quán)利要求2所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)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(quán)利要求2所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述卸載桿的位于所述連接桿的內(nèi)側(cè)壁與所述壓桿之間的部位上開設(shè)有多個(gè)缺口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，其特征在于:多個(gè)所述缺口對(duì)稱分布在所述卸載桿的對(duì)稱二側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述空腔內(nèi)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(quán)利要求1所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述壓桿和所述連接桿之間設(shè)置有密封環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在所述安裝臺(tái)側(cè)方的支撐座、與所述支撐座固定連接的導(dǎo)桿及沿所述導(dǎo)桿的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)地設(shè)置在所述導(dǎo)桿上的滑套，所述加載機(jī)構(gòu)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(cè)部與所述滑套固定連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高速動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)置有2個(gè)，2個(gè)所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置在所述安裝臺(tái)的二側(cè)，所述連接板的兩側(cè)部分別與兩側(cè)的所述滑套固定連接。
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK204116148SQ201420600285
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:清華大學(xué)蘇州汽車研究院（相城）