技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及材料力學(xué)性能測(cè)試與表征技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)的卸載保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

拉伸、壓縮、剪切等應(yīng)力狀態(tài)是非金屬材料在汽車碰撞安全下的屈服及斷裂力學(xué)行為的基本評(píng)判指標(biāo)。為了更準(zhǔn)確全面的測(cè)定材料的力學(xué)性能，還需要通過(guò)壓縮試驗(yàn)獲得材料在壓縮應(yīng)力狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為。電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮測(cè)試，但進(jìn)行應(yīng)變率處于1-400/s的動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試時(shí)，需要在跌落試驗(yàn)臺(tái)上完成。通常跌落沖擊試驗(yàn)中會(huì)使用力傳感器，但試驗(yàn)過(guò)程中沖擊能量過(guò)大或者樣件本身吸能較小時(shí)，多余的沖擊能量會(huì)破壞應(yīng)變式傳感器。由于應(yīng)變式傳感器價(jià)格較高，使得試驗(yàn)的成本較高

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種能夠在動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)力傳感器進(jìn)行保護(hù)避免力傳感器發(fā)生破壞的用于動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)的卸載保護(hù)裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)的卸載保護(hù)裝置，包括底座，所述卸載保護(hù)裝置還包括用于安裝試件的承載件、設(shè)置在所述承載件下方的力傳感器、支撐于所述力傳感器的下方的支撐座，所述承載件位于所述底座的上方，所述支撐座能夠上下滑動(dòng)地設(shè)置在所述底座上，所述卸載保護(hù)裝置還包括卸載銷，所述卸載銷的一端部與所述支撐座固定連接，所述卸載銷的另一端部與所述底座固定連接，所述卸載銷的承載力小于所述力傳感器的最大量程。

優(yōu)選地，所述卸載銷沿上下方向延伸，所述卸載銷的上部與所述底座固定連接，所述卸載銷的下部與所述支撐座固定連接。

優(yōu)選地，所述卸載銷沿上下方向延伸，所述卸載銷的上部與所述支撐座固定連接，所述卸載銷的下部與所述底座固定連接。

優(yōu)選地，所述承載件的下端面與所述底座的上端面之間具有一間隙，所述間隙大于所述卸載銷承受載荷后的變形量。

進(jìn)一步地，所述底座包括位于下方的固定座和下端部固定連接在所述固定座的上端面上的固定柱，所述間隙設(shè)置在所述固定柱的上端面與所述承載件的下端面之間。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述卸載銷承受載荷斷裂后，所述間隙的值為零。

優(yōu)選地，所述卸載銷包括斷裂部和連接部，所述連接部分別位于所述卸載銷的兩端部，所述連接部分別與所述底座和所述支撐座固定連接，所述斷裂部的直徑小于所述連接部的直徑。

進(jìn)一步地，所述力傳感器的失效載荷為F，所述卸載銷的抗拉強(qiáng)度為δ，所述斷裂部的橫截面積小于F/δ值。

優(yōu)選地，所述支撐座包括第一支撐板、第二支撐板、兩端部分別與所述第一支撐板和所述第二支撐板相固定連接的導(dǎo)軌，所述底座包括位于所述底座左右兩側(cè)的豎梁和連接在兩側(cè)的所述豎梁之間的橫梁，所述第一支撐板位于所述橫梁的上方，所述第二支撐板位于所述橫梁的下方，所述導(dǎo)軌能夠上下滑動(dòng)地設(shè)置在所述橫梁上。

進(jìn)一步地，所述卸載保護(hù)裝置還包括固定設(shè)置在所述橫梁上的直線軸承，所述導(dǎo)軌與所述直線軸承相配合。

由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的用于動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)的卸載保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于動(dòng)態(tài)壓縮沖擊試驗(yàn)中，在試驗(yàn)時(shí)可將壓縮載荷傳遞到卸載銷上，當(dāng)壓縮載荷超過(guò)卸載銷的最大承受載荷時(shí)，卸載銷斷裂，有效避免了對(duì)力傳感器的進(jìn)一步?jīng)_擊，從而可防止力傳感器過(guò)載失效，使得力傳感器可重復(fù)使用，進(jìn)而降低了試驗(yàn)成本。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明的用于動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)的卸載保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖（卸載銷未斷裂）；

附圖2為本發(fā)明的用于動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)的卸載保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖（卸載銷斷裂后）。

其中：1、底座；11、固定柱；12、豎梁；13、橫梁；2、承載件；3、力傳感器；4、支撐座；41、第一支撐板；42、第二支撐板；43、導(dǎo)軌；5、卸載銷；6、直線軸承；100、試件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的用于動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)的卸載保護(hù)裝置包括底座1、承載件2、力傳感器3、支撐座4和卸載銷5，試件100安裝在承載件2上、力傳感器3安裝在承載件2的下端面上，支撐座4連接在力傳感器3的下端面，卸載銷5分別與支撐座4和底座1固定連接，支撐座4能夠相對(duì)底座1上下滑動(dòng)。

本實(shí)施例中，底座1包括位于下方的固定座和固定設(shè)于固定座上的固定柱11，固定座包括位于底座1的左右兩側(cè)的豎梁12和固定連接在左右兩側(cè)的豎梁11之間的橫梁13，固定柱11也分別設(shè)置在底座1的左右兩側(cè)，固定柱11的下端部固定設(shè)置在橫梁13上。

承載件2位于底座1的上方，試件100安裝在承載件2的上端面上。本實(shí)施例中，試驗(yàn)開(kāi)始前，承載件2的下端面與底座1的上端面亦即固定柱11的上端面之間具有一間隙，該間隙值需大于卸載銷5承受載荷時(shí)的變形量，這樣，可保證使試驗(yàn)過(guò)程中的壓縮載荷有效傳遞到卸載銷5上直至卸載銷5斷裂。當(dāng)卸載銷5斷裂后，試件100、承載件2、力傳感器3和支撐座4構(gòu)成的整體相對(duì)底座1向下滑動(dòng)，直至承載件2的下端面與固定柱11的上端面相接觸，即上述的間隙值變?yōu)榱恪?/p>

本實(shí)施例中，支撐座4包括第一支撐板41、第二支撐板42、兩端部分別與第一支撐板41和第二支撐板42相固定連接的導(dǎo)軌43，第一支撐板41位于橫梁13的上方，第一支撐板41固定連接在力傳感器3的下端面上，第二支撐板42位于橫梁13的下方，導(dǎo)軌43能夠上下滑動(dòng)地設(shè)置在橫梁13上。具體的，在橫梁13上設(shè)有貫穿橫梁13的上下兩端面的導(dǎo)向槽，導(dǎo)軌43能夠上下滑動(dòng)地穿設(shè)在導(dǎo)向槽中。為減小導(dǎo)軌43相對(duì)橫梁13上下滑動(dòng)時(shí)的摩擦力，在橫梁13上固定設(shè)有直線軸承6，直線軸承的中心軸線與導(dǎo)向槽的中心軸線同軸設(shè)置，且直線軸承與導(dǎo)軌43相配合。本實(shí)施例中，導(dǎo)軌43設(shè)有兩組，兩組導(dǎo)軌43相平行設(shè)置。

卸載銷5的承載能力小于力傳感器3的最大量程，具體的，卸載銷5包括連接部和斷裂部，連接部分別設(shè)置在卸載銷5的兩端部，斷裂部位于卸載銷5的中部，斷裂部的直徑小于連接部的直徑，連接部分別與支撐座4和底座1固定連接，當(dāng)壓縮載荷超過(guò)卸載銷5所能承受的極限載荷時(shí)，卸載銷5斷裂，斷裂位置發(fā)生在斷裂部。

卸載銷5的斷裂部的橫截面積可根據(jù)如下方式選?。喝袅鞲衅?的失效載荷為F，卸載銷5的抗拉強(qiáng)度為δ，則卸載銷5的斷裂時(shí)的臨界橫截面積為S=F/δ。選取時(shí)保證卸載銷5的斷裂部的橫截面積S1<S即可。這樣，當(dāng)采用不同量程范圍的力傳感器3時(shí)，選取不同橫截面積的卸載銷5，從而可使該卸載保護(hù)裝置適用于不同范圍能量的沖擊試驗(yàn)。

本實(shí)施例中，卸載銷5沿上下方向延伸，連接部位于卸載銷5的上下兩端部，斷裂部位于卸載銷5的中部，其上端部與橫梁13固定連接，下端部與第二支撐板42固定連接，如圖1和圖2，所示這樣，在試驗(yàn)過(guò)程中，卸載銷5承受的為拉伸載荷。

當(dāng)在試件100上施加壓縮載荷時(shí)，壓縮載荷由試件100依次經(jīng)承載件2、力傳感器3、第一支撐板41、導(dǎo)軌43和第二支撐板42傳遞到卸載銷5上，卸載銷5將產(chǎn)生拉伸變形，若壓縮載荷F超過(guò)卸載銷5的最大受力載荷時(shí)，卸載銷5斷裂，承載件2、力傳感器3、第一支撐板41、導(dǎo)軌43和第二支撐板42組成的整體將向下運(yùn)動(dòng)，直到承載件2的下端面與固定柱11的上端面接觸，即承載件2的下端面與底座1的上端面亦即固定柱11的上端面之間的間隙為零，如圖2所示，此時(shí)壓縮載荷F將沿著承載件2傳遞到底座1，力傳感器3懸空，不再受到?jīng)_擊壓力，這樣可防止力傳感器3發(fā)生破壞。

因此，在跌落試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行壓縮測(cè)試時(shí)，只要選取的卸載銷5的最大受力載荷小于力傳感器3的量程，即可以防止沖擊載荷過(guò)大對(duì)力傳感器3產(chǎn)生破壞，這樣就可以反復(fù)多少使用該力傳感器3，每次試驗(yàn)只需要更換卸載銷5即可，從而可降低試驗(yàn)成本。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，卸載銷5沿上下方向延伸，連接部位于卸載銷5的上下兩端部，斷裂部位于卸載銷5的中部，其上端部與第一支撐板41固定連接，下端部與橫梁13固定連接，無(wú)圖示，其余與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。

這樣，當(dāng)在試件100上施加壓縮載荷時(shí)，壓縮載荷由試件100依次經(jīng)承載件2、力傳感器3、第一支撐板41傳遞到卸載銷5上，卸載銷5將產(chǎn)生壓縮變形，若壓縮載荷F超過(guò)卸載銷5的最大受力載荷時(shí)，卸載銷5斷裂，承載件2、力傳感器3、第一支撐板41、導(dǎo)軌43和第二支撐板42組成的整體將向下運(yùn)動(dòng)，直到承載件2的下端面與固定柱11的上端面接觸，即承載件2的下端面與底座1的上端面亦即固定柱11的上端面之間的間隙為零，如圖2所示，此時(shí)壓縮載荷F將沿著承載件2傳遞到底座1，力傳感器3懸空，不再受到?jīng)_擊壓力，可防止力傳感器3發(fā)生破壞。

上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。