專利名稱：一種壓縮位移試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮位移試驗裝置，尤其涉及一種脆性材料壓縮位移的試驗裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的壓縮實(shí)驗裝置是一種安裝在試驗機(jī)上，用于測定材料壓縮變形過程中受力 狀態(tài)的實(shí)驗裝置。根據(jù)脆性材料的性質(zhì)，脆性材料做壓縮實(shí)驗時，在受力狀態(tài)下壓縮位移 量很少甚至遠(yuǎn)低于試驗機(jī)自身在相同試驗力下的變形量，又因為壓縮實(shí)驗特性決定了試件 比較粗短，試件兩端沒有壓縮平面，無法加裝引伸計，這給脆性材料壓縮位移的測定造成很 大困難，因而被業(yè)界認(rèn)為是無法實(shí)現(xiàn)的測定。見圖1所示，當(dāng)試驗機(jī)移動橫梁向下移動時， 壓到上壓墊，壓縮試件將壓力通過調(diào)芯球面墊、調(diào)芯球面下墊傳遞給工作臺，并由壓力傳感 器將力的示值測定出來。由于壓縮試件比較粗短不能像拉伸試驗?zāi)菢影岩煊嬂壴谠嚰?上，又由于壓縮試驗過程中上壓墊和下壓墊與試件的接觸面要產(chǎn)生翹曲，測定這兩個面的 位移值會有較大的誤差，盡管有調(diào)芯球面墊、調(diào)芯球面下墊的調(diào)心作用，可調(diào)整壓縮試件和 上壓縮墊及下壓縮墊因加工誤差引起的傾斜，但最準(zhǔn)確的、最有代表性的測量點(diǎn)應(yīng)該在壓 縮試件上下兩端平面的中心點(diǎn)上，而這在上述現(xiàn)有試驗裝置中是無法實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可精確測量脆性材料壓縮位移的實(shí)驗裝置本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種壓縮位移試驗裝置，包括上下對應(yīng)設(shè)置的試驗機(jī)移動橫梁和工作臺，試驗機(jī) 移動橫梁向下依次固定有壓力傳感器、上壓墊，工作臺依次向上固定有調(diào)芯球面下墊、調(diào)芯 球面墊，上壓墊下方固定有上壓座，上壓座的底部固定有試件上墊，上壓座設(shè)有上壓座內(nèi)腔 和縱向槽孔，上壓座內(nèi)腔和縱向槽孔相通，上壓座內(nèi)腔中裝有探針，探針包括探針主體，探 針主體的底端為探針頂尖，探針主體固定有探針橫梁，探針頂尖插在試件上墊的盲孔里，探 針的另一端設(shè)有彈簧，探針橫梁穿過縱向槽孔與連接板固定，連接板固定有彎板；調(diào)芯球面 墊向上依次固定有內(nèi)傳感器架和下壓座，內(nèi)傳感器架為中間有凸臺的法蘭，所述凸臺中心 孔內(nèi)裝有內(nèi)位移傳感器，下壓座套裝在所述凸臺上，所述法蘭的頂面與下壓座的底面相接 觸，下壓座的頂部固定有試件下墊，內(nèi)位移傳感器的頂尖插在試件下墊的盲孔里，連桿的一 端穿過下壓座槽孔與所述凸臺固定，連桿的另一端與外位移傳感器的主體固定，外位移傳 感器的頂尖與彎板接觸。所述探針橫梁套有尼龍?zhí)祝猃執(zhí)椎闹睆脚c縱向槽孔的寬度相適配。所述試件上墊為高強(qiáng)度合金鋼。所述試件上墊上的盲孔直徑為3 5毫米。所述彎板縱向開有連接板槽孔，螺釘穿過所述連接板槽孔將彎板與連接板固定。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明在上壓座和下壓座上分別設(shè)有試件上墊和試件下墊，內(nèi)位移傳感器和外位移傳感器的頂尖分別頂在試件下墊和試件上墊上的盲孔，這樣脆 性材料試件軸向位移測點(diǎn)就以試件斷面的中心點(diǎn)為測點(diǎn)，而不是把測量點(diǎn)放在翹曲面上， 因此，本發(fā)明測量裝置不會因試件的翹曲而產(chǎn)生測量偏差，同時具有軸向位移誤差小的優(yōu) 點(diǎn)，可精確測量脆性材料壓縮位移，而且具有不用在試件上加裝引伸計的特點(diǎn)。


1、圖1為現(xiàn)有壓縮試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。2、圖2為本發(fā)明位移傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。3、圖3為本發(fā)明試驗裝置結(jié)構(gòu)剖視圖。4、圖4為本發(fā)明壓縮位移原理圖。圖中，1、試驗機(jī)移動橫梁，2、壓力傳感器，3、上壓墊，4、壓縮試件，5、下壓墊，6、調(diào) 芯球面墊，7、調(diào)芯球面下墊，8、工作臺，9、上壓座內(nèi)腔，10、上壓座，11、試件上墊，12、試件下 墊，13、下壓座，14、內(nèi)位移傳感器，15、傳感器架，16、縱向槽孔，17、連桿，18、固定板，19、外 位移傳感器，20、彎板，21、連接板，22、尼龍?zhí)祝?3、探針橫梁，24、探針，25、彈簧，26、彈簧座， 27、頂尖，觀、滑桿，四、傳感器主體，30，信號線，31、連接板槽孔，32、下壓座槽孔，33、螺釘。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明如圖3所示，本發(fā)明一種壓縮位移試驗裝置，包括上下對應(yīng)設(shè)置的試驗機(jī)移動橫 梁1和工作臺8，試驗機(jī)移動橫梁1向下依次固定有壓力傳感器2、上壓墊3，工作臺8依次 向上固定有調(diào)芯球面下墊7、調(diào)芯球面墊6，上壓墊3下方固定有上壓座10，上壓座10的底 部固定有試件上墊11，所述試件上墊11為淬火硬度HRC60以上的高強(qiáng)度合金鋼。上壓座 10設(shè)有上壓座內(nèi)腔9和縱向槽孔16，上壓座內(nèi)腔9和縱向槽孔16相通，上壓座內(nèi)腔9中 裝有探針M，探針M包括探針主體，探針主體的底端為探針頂尖，探針主體固定有探針橫 梁23，所述探針橫梁23套有尼龍?zhí)?2。探針頂尖插在試件上墊11的盲孔里，試件上墊11 上的盲孔直徑為3 5毫米，盲孔下端預(yù)留下的未鉆通的部分厚度約3毫米，這樣試件上墊 11受力后產(chǎn)生的壓縮變形很小，對探針M傳遞給外位移傳感器19的位移值的影響可以忽 略。探針M的另一端設(shè)有彈性接觸的彈簧25及彈簧座沈，彈簧座沈位于上壓墊3上，探 針橫梁23穿過縱向槽孔16與連接板21固定，連接板21與彎板20通過螺釘33固定，彎板 20上開有連接板槽孔31，螺釘33穿過所述連接板槽孔31將彎板20與連接板21固定，由 于連接板槽孔31為縱向槽孔，連接板21相對彎板20通過螺釘33可上下調(diào)整，以確保彎板 20能接觸到外位移傳感器19的頂尖上。調(diào)芯球面墊6向上依次固定有傳感器架15和下壓座13，傳感器架15是一個中間 有凸臺的法蘭，所述凸臺中心孔內(nèi)裝有內(nèi)位移傳感器14，下壓座13套裝在所述凸臺上，所 述法蘭的頂面與下壓座13的底面相接觸，連桿17的一端穿過下壓座的槽孔32用螺紋連接 方式固定在所述凸臺側(cè)面的螺孔內(nèi)，使外位移傳感器19與內(nèi)位移傳感器14的兩個傳感器 主體固定在同一個基礎(chǔ)上。下壓座13的頂部固定有試件下墊12，內(nèi)位移傳感器14的頂尖 插在試件下墊12的盲孔里，連桿17的另一端通過固定板18與外位移傳感器19的傳感器主 體四固定，外位移傳感器19的頂尖與彎板20接觸。正因為傳感器架15是一個中間有凸臺的法蘭，當(dāng)試件下墊12和下壓座13將試驗機(jī)的壓力傳給傳感器架15的法蘭頂面上時， 法蘭受壓變形而固定內(nèi)位移傳感器14的凸臺部位不受力，只隨法蘭變形做軸向移動，不產(chǎn) 生傾斜，這就決定了內(nèi)位移傳感器14的傳感器主體和外位移傳感器19的傳感器主體在試 驗過程中沒有相對位移。壓縮試件4放在試件上墊11和試件下墊12的中心上，試件下墊 12和試件上墊11尺寸和材質(zhì)都相同；下壓座13和上壓座10尺寸和材質(zhì)也都相同，不同的 是頂在試件下墊12盲孔內(nèi)的是固定在傳感器架15上的內(nèi)位移傳感器14。當(dāng)試驗機(jī)移動橫梁1通過壓力傳感器2、上壓墊3、上壓座10和試件上墊11，將試 驗壓力加到壓縮試件4上時，彎板20也壓在了外位移傳感器19的頂尖上，彎板20通過連 接板21和探針橫梁23把探針M的軸向位移傳遞給了外位移傳感器19，由于探針M加裝 在上壓座10的內(nèi)腔中，并使探針頂尖插在試件上墊11的盲孔里，試件上墊11的盲孔使探 針M得以軸向定位，探針M的另一端頂在彈簧25上以確保探針M的頂尖能始終頂在試 件上墊11的盲孔里，而彈簧25通過彈簧座沈固定在上壓墊3上，尼龍?zhí)?2套在探針橫梁 23上，尼龍?zhí)?2的外徑與縱向槽孔16的寬度相適應(yīng)，尼龍?zhí)?2確保探針M在縱向槽孔 16中上下移動而不能旋轉(zhuǎn)擺動。如圖2所示，內(nèi)位移傳感器14和外位移傳感器19采用同樣的位移傳感器。內(nèi)位 移傳感器14和外位移傳感器19的頂尖27固定在滑桿28上，滑桿觀可以在傳感器主體四 內(nèi)滑動，滑桿觀受軸向壓力時可以收進(jìn)傳感器主體四內(nèi)，當(dāng)外力消除后可自動彈出，本實(shí) 施例所選的位移傳感器應(yīng)該能把壓縮試件在1微米及以上的位移量都準(zhǔn)確測定出來。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)驗裝置所測出的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系應(yīng)按以下原理計算設(shè)位移傳感器主體的固定點(diǎn)為本發(fā)明實(shí)驗裝置相對位移的零點(diǎn)，即圖中0點(diǎn)；設(shè)X2為加載前壓縮試件4上平面離零點(diǎn)的距離，Xl為加載前壓縮試件4下平面 離零點(diǎn)的距離；設(shè)壓縮試件4的高度加載前為Hl，加載后為H2 ；設(shè)內(nèi)位移傳感器14測出的位移量為ΔΧ1，外位移傳感器19測出的位移量為 ΔΧ2。從圖中可以看出Η1+ΔΧ1 = Η2+ΔΧ2所以H1-H2= ΔΧ2-ΔΧ1由于H1-H2是壓縮試件4受力前后的高度差，也是本發(fā)明實(shí)驗裝置所要測出的數(shù) 據(jù)，因而得出結(jié)論內(nèi)位移傳感器14和外位移傳感器19測出的軸向位移的差值就是壓縮試 件4的軸向位移值。
權(quán)利要求
1.一種壓縮位移試驗裝置，包括上下對應(yīng)設(shè)置的試驗機(jī)移動橫梁(1)和工作臺(8)，試 驗機(jī)移動橫梁(1)向下依次固定有壓力傳感器O)、上壓墊(3)，工作臺(8)依次向上固定 有調(diào)芯球面下墊(7)、調(diào)芯球面墊(6)，其特征在于上壓墊C3)下方固定有上壓座(10)，上 壓座(10)的底部固定有試件上墊(11)，上壓座(10)設(shè)有上壓座內(nèi)腔(9)和縱向槽孔(16)， 上壓座內(nèi)腔(9)和縱向槽孔(16)相通，上壓座內(nèi)腔(9)中裝有探針(M)，探針04)包括 探針主體，探針主體的底端為探針頂尖，探針主體固定有探針橫梁(23)，探針頂尖插在試件 上墊(11)的盲孔里，探針04)的另一端設(shè)有彈簧(25)，探針橫梁穿過縱向槽孔(16) 與連接板固定，連接板固定有彎板OO)；調(diào)芯球面墊(6)向上依次固定有內(nèi)傳 感器架(15)和下壓座(13)，內(nèi)傳感器架(15)為中間有凸臺的法蘭，所述凸臺中心孔內(nèi)裝有 內(nèi)位移傳感器(14)，下壓座(1 套裝在所述凸臺上，所述法蘭的頂面與下壓座(1 的底面 相接觸，下壓座(1 的頂部固定有試件下墊(1 ，內(nèi)位移傳感器(14)的頂尖插在試件下墊 (12)的盲孔里，連桿(17)的一端穿過下壓座槽孔(32)與所述凸臺固定，連桿(17)的另一 端與外位移傳感器(19)的主體固定，外位移傳感器(19)的頂尖與彎板OO)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種壓縮位移試驗裝置，其特征在于所述探針橫梁套有 尼龍?zhí)?22)，尼龍?zhí)? 的直徑與縱向槽孔(16)的寬度相適配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種壓縮位移試驗裝置，其特征在于所述試件上墊(11) 為高強(qiáng)度合金鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種壓縮位移試驗裝置，其特征在于試件上墊(11)上的盲孔 直徑為3 5毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種壓縮位移試驗裝置，其特征在于彎板OO)縱向開有連接 板槽孔(31)，螺釘(3 穿過所述連接板槽孔(31)將彎板OO)與連接板固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓縮位移試驗裝置，包括上下對應(yīng)設(shè)置的試驗機(jī)移動橫梁和工作臺，試驗機(jī)移動橫梁向下依次固定有壓力傳感器、上壓墊、上壓座、試件上墊，工作臺依次向上固定有調(diào)芯球面下墊、調(diào)芯球面墊，上壓座內(nèi)腔中裝有探針，探針主體固定有探針橫梁，探針頂尖插在試件上墊的盲孔里，探針的另一端設(shè)有彈簧，探針橫梁通過連接板與彎板固定；調(diào)芯球面墊向上依次固定有內(nèi)傳感器架、下壓座、試件下墊，內(nèi)位移傳感器的頂尖插在試件下墊的盲孔里，連桿穿過下壓座槽孔與所述凸臺固定，外位移傳感器的頂尖與彎板接觸。本發(fā)明測量裝置具有不會使試件產(chǎn)生翹曲誤差和軸向位移誤差小的優(yōu)點(diǎn)，可精確測量脆性材料壓縮位移。
文檔編號G01N3/08GK102081024SQ20111000556
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月1日
發(fā)明者孫芳山 申請人:煙臺力爾自動化設(shè)備有限公司