專(zhuān)利名稱：一種精確測(cè)量壓縮變形量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于試驗(yàn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種精確測(cè)量壓縮變形量的裝置。
背景技術(shù)：
萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)是一種用來(lái)測(cè)量材料拉伸和壓縮力學(xué)性能的常用測(cè)試設(shè)備。該設(shè)備主要由加載系統(tǒng)、位移控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)以及與測(cè)試對(duì)象相關(guān)的夾具、壓頭和溫控裝置組成，適用于金屬材料、紡織品、塑料、橡膠、紙制品等材料試樣及制品的拉伸、壓縮、彎曲、常溫及高溫蠕變實(shí)驗(yàn)。其中，金屬材料壓縮試驗(yàn)的常規(guī)方法是將圓柱型金屬樣品放置于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的壓頭之間，使試樣兩端面與壓頭的壓縮平面緊密接觸。加載系統(tǒng)和位移控制系統(tǒng)協(xié)同工作驅(qū)動(dòng)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的橫梁，使上下壓頭以一定速度相向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致金屬樣品受壓縮發(fā)生變形。通·過(guò)采集和記錄金屬樣品壓縮變形過(guò)程中橫梁端部的位移信號(hào)和橫梁中部的力信號(hào)，即可得出金屬材料的壓縮性能曲線。需要指出的是，橫梁端部的位移信號(hào)既包括樣品高度的變化量又包括橫梁受力產(chǎn)生的變形量。因此，樣品高度的實(shí)際變化量是由橫梁端部的位移量近似表征的。對(duì)于高強(qiáng)度的金屬測(cè)試樣品，如高強(qiáng)度鋼、鈦合金和大塊非晶金屬樣品等，試驗(yàn)壓縮力通常可達(dá)50KN以上。此時(shí)，橫梁彎曲變形量將引入不可忽略的系統(tǒng)誤差，影響待測(cè)樣品壓縮性能曲線的精度。因此在測(cè)量高強(qiáng)度的金屬測(cè)試樣品時(shí)需要一種能消除試驗(yàn)機(jī)梁彎曲變形量的精確測(cè)量壓縮變形量的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決背景技術(shù)中所述的消除萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁變形導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，精確測(cè)量壓縮變形量的問(wèn)題，提供一種精確測(cè)量壓縮變形量的裝置，其特征在于，精確測(cè)量壓縮變形量的裝置由試驗(yàn)機(jī)上壓頭I、試驗(yàn)機(jī)下壓頭2、位移方向轉(zhuǎn)換裝置和引伸計(jì)3組成，所述位移方向轉(zhuǎn)換裝置中，壓頭固定卡環(huán)I 9和壓頭固定卡環(huán)II 10均為開(kāi)口圓環(huán)，壓頭固定卡環(huán)I 9用緊固螺栓12和緊固螺母13穿過(guò)卡環(huán)開(kāi)口的卡環(huán)緊固定孔11水平緊固在試驗(yàn)機(jī)上壓頭I上，壓頭固定卡環(huán)I 9下表面與試驗(yàn)機(jī)上壓頭I的上壓縮平面5平行，壓頭固定卡環(huán)I 9上的轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔17的軸線與壓頭固定卡環(huán)I 9下表面垂直，壓頭固定卡環(huán)II 10用緊固螺栓12和緊固螺母13穿過(guò)卡環(huán)開(kāi)口的卡環(huán)緊固定孔11水平緊固在試驗(yàn)機(jī)下壓頭2上，壓頭固定卡環(huán)II 10上表面與試驗(yàn)機(jī)下壓頭2的下壓縮平面6平行，壓頭固定卡環(huán)II 10上的轉(zhuǎn)換桿安裝孔16與壓頭固定卡環(huán)II 10上表面垂直，轉(zhuǎn)換桿安裝孔16與轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔17同軸，轉(zhuǎn)換桿14豎直向上不接觸穿過(guò)壓頭固定卡環(huán)I 9上的轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔17，轉(zhuǎn)換桿14的下端在轉(zhuǎn)換桿安裝孔16內(nèi)，轉(zhuǎn)換桿14垂直壓頭固定卡環(huán)II 10上表面與壓頭固定卡環(huán)II 10固接，測(cè)量卡頭18套在轉(zhuǎn)換桿14的上端，由緊固螺絲19緊固在轉(zhuǎn)換桿14上，下壓頭測(cè)試點(diǎn)7和上壓頭測(cè)試點(diǎn)8在同一條垂線上分別設(shè)置在壓頭固定卡環(huán)II 10的外壁上和測(cè)量卡頭18的外壁上，引伸計(jì)3的兩個(gè)測(cè)試臂的刀口分別粘貼在下壓頭測(cè)試點(diǎn)7和上壓頭測(cè)試點(diǎn)8上； 所述轉(zhuǎn)換桿14垂直壓頭固定卡環(huán)II 10上表面與壓頭固定卡環(huán)II 10固接的方式為，轉(zhuǎn)換桿14的下部有一個(gè)與軸線垂直的定位臺(tái)面，所述定位臺(tái)面壓在壓頭固定卡環(huán)II 10上表面上，轉(zhuǎn)換桿14下端為螺紋結(jié)構(gòu)并穿過(guò)轉(zhuǎn)換桿安裝孔16，由所述定位臺(tái)面和轉(zhuǎn)換桿固定螺母15將轉(zhuǎn)換桿14固定在壓頭固定卡環(huán)II 10上。本實(shí)用新型在測(cè)試過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)上壓頭I與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的橫梁連接，試驗(yàn)機(jī)下壓頭2置于試驗(yàn)機(jī)固定位置。首先將測(cè)試樣品4放置在試驗(yàn)機(jī)下壓頭2的下壓縮平面6上，試驗(yàn)機(jī)上壓頭I的上壓縮平面5與測(cè)試樣品4接觸，萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)上壓頭I相對(duì)試驗(yàn)機(jī)下壓頭2以設(shè)定的速度壓縮測(cè)試樣品4。測(cè)試樣品4的上、下端面分別與試驗(yàn)機(jī)上壓頭I的上壓縮平面5和試驗(yàn)機(jī)下壓頭2的下壓縮平面6緊密接觸。上壓縮平面5和下壓縮平面6的相向運(yùn)動(dòng)通過(guò)壓頭上的位移方向轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為上壓頭測(cè)試點(diǎn)8和下壓頭測(cè)試點(diǎn)7的相背運(yùn)動(dòng)。然后通過(guò)引伸計(jì)3對(duì)兩測(cè)試點(diǎn)相背運(yùn)動(dòng)的位移量進(jìn)行精確測(cè)量。該相背運(yùn)動(dòng)位移量與上下壓縮平面的相向位移量相同，且與試驗(yàn)機(jī)橫梁的變形無(wú)關(guān)，從而準(zhǔn)確反映了樣品高度的變化量。本實(shí)用新型的有益效果為，消除了萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁變形導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，提高了樣品壓縮變形量的測(cè)量精度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量精確的特點(diǎn)，適用于在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上對(duì)金屬或非金屬實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試。

圖I為精確測(cè)量壓縮變形量的裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中位移方向轉(zhuǎn)換裝置在下壓頭部分的裝配示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中位移方向轉(zhuǎn)換裝置的上壓頭部分和下壓頭部分的配合示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中測(cè)試樣品的壓縮力學(xué)性能曲線。圖中，I—試驗(yàn)機(jī)上壓頭,2—試驗(yàn)機(jī)下壓頭，3—引伸計(jì)，4—測(cè)試樣品,5—上壓縮平面，6—下壓縮平面，7—下壓頭測(cè)試點(diǎn)，8—上壓頭測(cè)試點(diǎn)，9一壓頭固定卡環(huán)I，10—壓頭固定卡環(huán)II 10，11—卡環(huán)緊固定孔，12—緊固螺栓，13—緊固螺母，14—轉(zhuǎn)換桿，15—轉(zhuǎn)換桿固定螺母，16-轉(zhuǎn)換桿安裝孔，17-轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔，18-測(cè)量卡頭，19-緊固螺絲。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施方式
如下如圖I所示的本實(shí)用新型精確測(cè)量壓縮變形量的裝置的示意圖，精確測(cè)量壓縮變形量的裝置由試驗(yàn)機(jī)上壓頭I、試驗(yàn)機(jī)下壓頭2、位移方向轉(zhuǎn)換裝置和引伸計(jì)3組成，壓縮測(cè)試前，將測(cè)試樣品4置于上壓縮平面5和下壓縮平面6之間，并保持完全接觸。壓縮測(cè)試過(guò)程中，上壓縮平面5和下壓縮平面6的相向位移量由位移方向轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為上壓頭測(cè)試點(diǎn)8和下壓頭測(cè)試點(diǎn)7的相背位移量，下壓頭測(cè)試點(diǎn)7和上壓頭測(cè)試點(diǎn)8在同一條垂線上分別設(shè)置在壓頭固定卡環(huán)II 10的外壁上和測(cè)量卡頭18的外壁上，引伸計(jì)3的兩個(gè)測(cè)試臂的刀口分別粘貼在下壓頭測(cè)試點(diǎn)7和上壓頭測(cè)試點(diǎn)8上，由引伸計(jì)3測(cè)量壓頭測(cè)試點(diǎn)8和下壓頭測(cè)試點(diǎn)7的相背位移量即為樣品的壓縮變形量。[0016]如圖2和圖3所示，位移方向轉(zhuǎn)換裝置中，壓頭固定卡環(huán)I 9和壓頭固定卡環(huán)II 10均為開(kāi)口圓環(huán)，壓頭固定卡環(huán)I 9用緊固螺栓12和緊固螺母13穿過(guò)卡環(huán)開(kāi)口的卡環(huán)緊固定孔11水平緊固在試驗(yàn)機(jī)上壓頭I上，壓頭固定卡環(huán)I 9下表面與試驗(yàn)機(jī)上壓頭I的上壓縮平面5平行，壓頭固定卡環(huán)I 9上的轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔17的軸線與壓頭固定卡環(huán)I 9下表面垂直，壓頭固定卡環(huán)II 10用緊固螺栓12和緊固螺母13穿過(guò)卡環(huán)開(kāi)口的卡環(huán)緊固定孔11水平緊固在試驗(yàn)機(jī)下壓頭2上，壓頭固定卡環(huán)II 10上表面與試驗(yàn)機(jī)下壓頭2的下壓縮平面6平行，壓頭固定卡環(huán)II 10上的轉(zhuǎn)換桿安裝孔16與壓頭固定卡環(huán)II 10上表面垂直，轉(zhuǎn)換桿安裝孔16與轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔17同軸，轉(zhuǎn)換桿14豎直向上不接觸穿過(guò)壓頭固定卡環(huán)I 9上的轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔17，轉(zhuǎn)換桿14的下端在轉(zhuǎn)換桿安裝孔16內(nèi)，轉(zhuǎn)換桿14垂直壓頭固定卡環(huán)II 10上表面與壓頭固定卡環(huán)II 10固接，測(cè)量卡頭18套在轉(zhuǎn)換桿14的上端，由緊固螺絲19緊固在轉(zhuǎn)換桿14上。轉(zhuǎn)換桿14垂直壓頭固定卡環(huán)II 10上表面與壓頭固定卡環(huán)II 10固接的方式為,轉(zhuǎn)換桿14的下部有一個(gè)與軸線垂直的定位臺(tái)面，定位臺(tái)面壓在壓頭固定卡環(huán)II 10上表面上，轉(zhuǎn)換桿14下端為螺紋結(jié)構(gòu)并穿過(guò)轉(zhuǎn)換桿安裝孔16,由所述定位臺(tái)面和轉(zhuǎn)換桿固定螺母15·將轉(zhuǎn)換桿14固定在壓頭固定卡環(huán)II 10上。圖4所示為本實(shí)施例中原始高度為5.01毫米某鈦合金圓柱樣品的壓縮性能曲線。圖中的橫坐標(biāo)為樣品所受到的壓力值，縱坐標(biāo)為樣品壓縮變形量的測(cè)量值。實(shí)線圖形為萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁端部的位移測(cè)量數(shù)據(jù)，虛線圖形為本實(shí)施例中精確測(cè)量壓縮變形量裝置的引伸計(jì)測(cè)得的位移測(cè)量數(shù)據(jù)?？梢?jiàn)，橫梁端部的位移測(cè)量數(shù)據(jù)所反映的樣品高度變化量大于引伸計(jì)測(cè)得的位移測(cè)量數(shù)據(jù)所反映的變化量。樣品變形結(jié)束時(shí)，橫梁端部的位移測(cè)量數(shù)據(jù)所反映的高度變化量為3. 00毫米，引伸計(jì)測(cè)得的位移測(cè)量數(shù)據(jù)反映的變化量為2. 45毫米，用游標(biāo)卡尺測(cè)得樣品的實(shí)際變形量為2. 46毫米?？梢?jiàn)，本實(shí)施例中精確測(cè)量壓縮變形量的裝置能更加精確地反映壓縮樣品在變形過(guò)程中的實(shí)際高度變化量。本實(shí)用新型與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)配合，適用于精確測(cè)量高強(qiáng)度的金屬測(cè)試樣品或非金屬測(cè)試樣品的壓縮變形量。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種精確測(cè)量壓縮變形量的裝置，其特征在于，精確測(cè)量壓縮變形量的裝置由試驗(yàn)機(jī)上壓頭(I)、試驗(yàn)機(jī)下壓頭(2)、位移方向轉(zhuǎn)換裝置和引伸計(jì)(3)組成，所述位移方向轉(zhuǎn)換裝置中，壓頭固定卡環(huán)I (9)和壓頭固定卡環(huán)II (10)均為開(kāi)口圓環(huán),壓頭固定卡環(huán)I (9)用緊固螺栓(12)和緊固螺母(13)穿過(guò)卡環(huán)開(kāi)口的卡環(huán)緊固定孔(11)水平緊固在試驗(yàn)機(jī)上壓頭(I)上，壓頭固定卡環(huán)1(9)下表面與試驗(yàn)機(jī)上壓頭(I)的上壓縮平面(5)平行，壓頭固定卡環(huán)I (9)上的轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔(17)的軸線與壓頭固定卡環(huán)I (9)下表面垂直，壓頭固定卡環(huán)II (10)用緊固螺栓(12)和緊固螺母(13)穿過(guò)卡環(huán)開(kāi)口的卡環(huán)緊固定孔(11)水平緊固在試驗(yàn)機(jī)下壓頭(2)上，壓頭固定卡環(huán)II (10)上表面與試驗(yàn)機(jī)下壓頭(2)的下壓縮平面(6)平行，壓頭固定卡環(huán)II (10)上的轉(zhuǎn)換桿安裝孔(16)與壓頭固定卡環(huán)II (10)上表面垂直，轉(zhuǎn)換桿安裝孔(16)與轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔(17)同軸，轉(zhuǎn)換桿(14)豎直向上不接觸穿過(guò)壓頭固定卡環(huán)I (9)上的轉(zhuǎn)換桿穿過(guò)孔(17)，轉(zhuǎn)換桿(14)的下端在轉(zhuǎn)換桿安裝孔(16)內(nèi)，轉(zhuǎn)換桿(14)垂直壓頭固定卡環(huán)II (10)上表面與壓頭固定卡環(huán)II (10)固接，測(cè)量卡頭(18)套在轉(zhuǎn)換桿(14)的上端，由緊固螺絲(19)緊固在轉(zhuǎn)換桿(14)上，下壓頭測(cè)試點(diǎn)(7)和上壓頭測(cè)試點(diǎn)(8)在同一條垂線上分別設(shè)置在壓頭固定卡環(huán)II (10)的外壁上和測(cè)量卡頭(18)的外壁上，引伸計(jì)(3)的兩個(gè)測(cè)試臂的刀口分別粘貼在下壓頭測(cè)試點(diǎn)(7)和上壓頭測(cè)試點(diǎn)(8)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種精確測(cè)量壓縮變形量的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換桿(14)垂直壓頭固定卡環(huán)II (10)上表面與壓頭固定卡環(huán)II (10)固接的方式為，轉(zhuǎn)換桿(14)的下部有一個(gè)與軸線垂直的定位臺(tái)面，所述定位臺(tái)面壓在壓頭固定卡環(huán)II (10)上表面上，轉(zhuǎn)換桿(14)下端為螺紋結(jié)構(gòu)并穿過(guò)轉(zhuǎn)換桿安裝孔(16)，由所述定位臺(tái)面和轉(zhuǎn)換桿固定螺母(15)將轉(zhuǎn)換桿(14)固定在壓頭固定卡環(huán)II (10)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種精確測(cè)量壓縮變形量的裝置，屬于試驗(yàn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置由試驗(yàn)機(jī)上壓頭、試驗(yàn)機(jī)下壓頭、位移方向轉(zhuǎn)換裝置和引伸計(jì)組成。測(cè)試樣品置于上壓縮平面和下壓縮平面之間，壓縮測(cè)試上壓縮平面和下壓縮平面的相向位移量由位移方向轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為上壓頭測(cè)試點(diǎn)和下壓頭測(cè)試點(diǎn)的相背位移量，引伸計(jì)的兩個(gè)測(cè)試臂的刀口分別粘貼在下壓頭測(cè)試點(diǎn)和上壓頭測(cè)試點(diǎn)上，由引伸計(jì)測(cè)量壓頭測(cè)試點(diǎn)和下壓頭測(cè)試點(diǎn)的相背位移量，得到樣品壓縮變形量的精確值。本實(shí)用新型消除了萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁變形導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量精確的特點(diǎn)，適用于在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上對(duì)金屬或非金屬實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試。
文檔編號(hào)G01B21/32GK202734808SQ20122039424
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者葉文君, 鄧希光, 惠松驍, 劉睿, 宋曉云, 于洋 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院