本發(fā)明涉及到鐵磁材料磁性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種可拆卸的多檔彈性應(yīng)力單片法磁性能測(cè)試夾具，進(jìn)行單片法磁性能測(cè)試的夾具，用彈性應(yīng)力來(lái)表征殘余應(yīng)力對(duì)試樣磁性能的影響。

背景技術(shù)：

節(jié)能、環(huán)保是當(dāng)今世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主題之一。隨著電機(jī)在新能源汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，其核心元件電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子的電磁性能受到越來(lái)越多的關(guān)注。電機(jī)定子處于交變外磁場(chǎng)中，其磁化的磁感應(yīng)強(qiáng)度b的變化會(huì)滯后于外磁場(chǎng)強(qiáng)度h的變化，也就是通常所說(shuō)的磁滯現(xiàn)象。從能量的角度來(lái)講，磁滯現(xiàn)象的存在實(shí)則是能量的消耗，因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鐵磁材料尤其是硅鋼等磁性能元件的磁滯損耗是當(dāng)今學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的重要問(wèn)題之一。

預(yù)測(cè)磁滯損耗的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確描述材料的磁化曲線(xiàn)—b-h曲線(xiàn)，基于物理的經(jīng)典jile-atherton磁滯理論能夠較好的描述理想鐵磁材料的磁化曲線(xiàn)。實(shí)驗(yàn)上，單片法是目前最常用的測(cè)試方法之一，其測(cè)試原理大致為磁軛鐵與試樣構(gòu)成了回路，試樣上纏繞的激磁線(xiàn)圈通一定頻率的交變電流，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，由于磁軛鐵的磁阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的磁阻，因此磁通幾乎全部通過(guò)磁軛鐵。同時(shí)，在靠近試樣表面的位置存在測(cè)試線(xiàn)圈，分別測(cè)試外磁場(chǎng)強(qiáng)度h和磁感應(yīng)強(qiáng)度b。而對(duì)于實(shí)際的電機(jī)定子，在制造過(guò)程中，引入的殘余應(yīng)力對(duì)于磁滯損耗有著很大的影響，用彈性應(yīng)力來(lái)表征殘余應(yīng)力是目前最通用的做法。雖然目前已有能夠在線(xiàn)測(cè)試含殘余應(yīng)力的測(cè)試方法，但是仍然存在一些問(wèn)題：一方面，在線(xiàn)測(cè)試設(shè)備通常只有50-70mpa的量程，而實(shí)際的電工鋼沖裁引入的殘余應(yīng)力高達(dá)200-300mpa，所以一般的在線(xiàn)測(cè)試設(shè)備不能滿(mǎn)足我們的測(cè)試需要；另一方面，在線(xiàn)測(cè)試設(shè)備通常比較復(fù)雜，成本高昂。因此設(shè)計(jì)一個(gè)適合簡(jiǎn)單易操作的單片法測(cè)試的、能夠施加不同水平的彈性拉力的夾具十分有必要。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有專(zhuān)利的檢索發(fā)現(xiàn)，目前暫未有相關(guān)適合單片法測(cè)試能夠提供不同水平的彈性應(yīng)力的夾具。亟需開(kāi)發(fā)一種能夠利用單片法測(cè)試儀器并實(shí)現(xiàn)多水平彈性應(yīng)力的磁性能測(cè)試方法。如何適應(yīng)單片法測(cè)試儀器內(nèi)部相對(duì)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、如何快速簡(jiǎn)便的實(shí)現(xiàn)多個(gè)水平的彈性應(yīng)力的恒定加載是我們夾具設(shè)計(jì)關(guān)注的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可拆卸的多檔彈性應(yīng)力單片法磁性能測(cè)試夾具，在電工鋼單片法測(cè)試的基礎(chǔ)上，施加不同水平的拉應(yīng)力，來(lái)獲得只含殘余應(yīng)力的單片電工鋼試樣的磁化曲線(xiàn)，以便進(jìn)行研究殘余應(yīng)力對(duì)于磁滯損耗的影響。同時(shí)由于單片法測(cè)試儀器內(nèi)部構(gòu)造的限制，所設(shè)計(jì)的夾具需要做成可拆卸式，方便測(cè)試。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是根據(jù)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種可拆卸的多檔彈性應(yīng)力單片法磁性能測(cè)試夾具，包括主框架、主框架蓋板、位于試樣端部的固定夾板和活動(dòng)夾頭以及活動(dòng)夾板、彈簧座、壓縮彈簧。

其中，所述主框架拆分為左側(cè)主框架、右側(cè)主框架、下主框架，所述主框架設(shè)置有多個(gè)不同的裝配孔，所述裝配孔的間距與所述壓縮彈簧的勁度系數(shù)相匹配；所述左側(cè)主框架和所述右側(cè)主框架從單片法測(cè)試儀器的試樣放置處的兩側(cè)穿入，通過(guò)前端的螺栓緊固，所述下主框架在末端通過(guò)不同的螺栓孔與所述左側(cè)主框架和右側(cè)主框架裝配在一起，所述螺栓孔間距要大于試樣的寬度。

試樣的一端在所述左側(cè)主框架和所述右側(cè)主框架的前端處，使用所述固定夾板通過(guò)螺栓壓緊，所述活動(dòng)夾板和所述活動(dòng)夾頭夾緊試樣的另一端；所述活動(dòng)夾頭的末端穿過(guò)所述下主框架與所述彈簧座裝配。

上述技術(shù)方案中，所述活動(dòng)夾頭沿著所述左側(cè)主框架和所述右側(cè)主框架的側(cè)部的軌道滑動(dòng)，當(dāng)反方向?qū)⒙菟ㄐ鲋螅粔嚎s的壓縮彈簧會(huì)推動(dòng)彈簧座，進(jìn)而通過(guò)所述活動(dòng)夾頭沿著試樣的長(zhǎng)度方向施加彈性應(yīng)力。

上述技術(shù)方案中，所述活動(dòng)夾頭的壓緊面和所述左側(cè)主框架以及所述右側(cè)主框架前端的壓緊面在同一個(gè)平面內(nèi)。

上述技術(shù)方案中，通過(guò)螺栓將設(shè)置在彈簧座和下主框架之間的兩根彈簧進(jìn)行壓縮，直至所述活動(dòng)夾頭的末端和所述彈簧座接觸，試樣的端面接觸所述活動(dòng)夾頭的側(cè)面。

上述技術(shù)方案中，所述兩根彈簧的中心線(xiàn)在試樣平面內(nèi)，并且在試樣中心線(xiàn)兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

本發(fā)明是可拆卸式，能夠方便的應(yīng)用在單片法測(cè)試儀器上，同步進(jìn)行僅含殘余應(yīng)力的電磁性能測(cè)試。

本發(fā)明能夠較方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)水平的彈性應(yīng)力的加載，并且彈性應(yīng)力的計(jì)算是通過(guò)彈簧的壓縮量與其勁度系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，相比于其他的設(shè)備更加方便快捷。

本發(fā)明的彈性應(yīng)力的加載力在試樣所在平面內(nèi)沿著試樣的長(zhǎng)度方向，避免了側(cè)向摩擦力的影響。

本發(fā)明通過(guò)摩擦力將試樣端部夾緊，不需要在試樣端部開(kāi)孔，更加方便。

本發(fā)明適合不同厚度的電工鋼薄片的測(cè)試。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為本發(fā)明與單片法測(cè)試儀器安裝示意圖；

圖2為本發(fā)明的整體裝配結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的主框架前端安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明的主框架多組裝配孔示意圖；

圖5為本發(fā)明的活動(dòng)夾頭與導(dǎo)軌相對(duì)位置圖；

圖6為本發(fā)明的試樣與活動(dòng)夾頭側(cè)面相對(duì)位置圖；

圖7為本發(fā)明的試樣端部夾緊示意圖；

圖8為本發(fā)明的彈簧壓縮以及供力系統(tǒng)圖；

圖中：1-左側(cè)主框架；2-右側(cè)主框架；3-下主框架；4-主框架蓋板；5-活動(dòng)夾頭；6-彈簧座；7-活動(dòng)夾板；8-固定夾板；9-單片法測(cè)試儀器；10-試樣。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

圖1為本發(fā)明與單片法測(cè)試儀器安裝示意圖，圖2為本發(fā)明的整體裝配結(jié)構(gòu)圖；本發(fā)明為一種可拆卸的多檔彈性應(yīng)力單片法磁性能測(cè)試夾具，包括主框架、主框架蓋板4、位于試樣端部的固定夾板8和活動(dòng)夾頭5以及活動(dòng)夾板7、彈簧座6、壓縮彈簧等。

圖3為本發(fā)明的主框架前端安裝示意圖；如圖3所示，主框架拆分為左側(cè)主框架1、右側(cè)主框架2、下主框架3，所述主框架設(shè)置有多個(gè)不同的裝配孔；所述左側(cè)主框架1和所述右側(cè)主框架2從單片法測(cè)試儀器9的試樣放置處的兩側(cè)穿入，通過(guò)前端的螺栓緊固，下主框架3在末端通過(guò)不同的螺栓孔與所述左側(cè)主框架1和右側(cè)主框架2裝配在一起。夾具的主框架拆分為三部分，為了方便從試樣兩端穿過(guò)進(jìn)行裝配，在測(cè)試的過(guò)程中，也是通過(guò)主框架的不同裝配長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)不同水平的彈性應(yīng)力的加載。主框架的不同裝配孔的間距應(yīng)該與彈簧的勁度系數(shù)相匹配，以達(dá)到合適的應(yīng)力水平。

圖4為本發(fā)明的主框架多組裝配孔示意圖；如圖4所示，夾具的不同水平的弾性應(yīng)力的施加也是通過(guò)主框架的不同裝配孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。不同的裝配孔能夠改變彈簧釋放后最終的長(zhǎng)度，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同水平的彈性應(yīng)力。

圖5為本發(fā)明的活動(dòng)夾頭與導(dǎo)軌相對(duì)位置圖，如圖5所示，活動(dòng)夾頭5可以沿著主框架的左側(cè)主框架1和右側(cè)主框架2側(cè)部的導(dǎo)軌滑動(dòng)，保證了彈性應(yīng)力的加載在試樣平面內(nèi)并且沿著試樣的長(zhǎng)度方向。當(dāng)反方向?qū)㈤L(zhǎng)螺栓旋出之后，被壓縮的彈簧會(huì)推動(dòng)彈簧座6，進(jìn)而通過(guò)活動(dòng)夾頭5沿著試樣的長(zhǎng)度方向施加一個(gè)彈性應(yīng)力。螺栓還可以對(duì)彈簧起限位引導(dǎo)作用。

圖6為本發(fā)明的試樣與活動(dòng)夾頭側(cè)面相對(duì)位置圖；本發(fā)明采用的試樣10規(guī)格為140*30mm²，比國(guó)標(biāo)試樣100*30mm²長(zhǎng)40mm，試樣10放入單片法測(cè)試儀器9后前后端分別余出20mm。試樣10的一端在所述左側(cè)主框架1和所述右側(cè)主框架2的前端處，使用所述固定夾板8通過(guò)螺栓壓緊，所述活動(dòng)夾板7和所述活動(dòng)夾頭5夾緊試樣10的另一端；所述活動(dòng)夾頭7的末端穿過(guò)所述下主框架與所述彈簧座6裝配。

圖7為本發(fā)明的試樣端部夾緊示意圖；如圖7所示，為了方便實(shí)驗(yàn)制樣，夾緊螺栓孔間距要大于試樣10的寬度，依靠摩擦力來(lái)達(dá)到夾緊的效果，在夾緊試樣的時(shí)候不需要在試樣上進(jìn)行開(kāi)孔。由于夾具需要達(dá)到的力并不是特別大，因此公稱(chēng)直徑3-4mm的螺栓能夠提供足夠的壓緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的摩擦力。

本發(fā)明所采用的兩根彈簧的中心線(xiàn)在試樣平面內(nèi)，并且在試樣中心線(xiàn)兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布，確保了加載的過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)向摩擦力。彈簧的勁度系數(shù)事先在單向拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定力-位移曲線(xiàn)，通過(guò)測(cè)量彈簧釋放后的長(zhǎng)度來(lái)確定夾具提供的加載力大小。

圖8為本發(fā)明的彈簧壓縮以及供力系統(tǒng)圖；如圖8所示，通過(guò)螺栓將設(shè)置在彈簧座6和下主框架3之間的兩根彈簧進(jìn)行壓縮，直至彈簧座6和活動(dòng)夾頭末端剛好接觸為止，此時(shí)要確保試樣10的端面剛好接觸活動(dòng)夾頭5的側(cè)面。先將彈簧座6和活動(dòng)夾頭5的末端，通過(guò)緊固螺栓連接在一起，然后用活動(dòng)夾板7和活動(dòng)夾頭將試樣的另一端夾緊。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。