可實現(xiàn)不同比例拉伸、彎曲組合加載的力學(xué)性能試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及材料性能試驗領(lǐng)域，特別涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸、彎曲組合加載的力學(xué)性能試驗裝置，尤其是能夠以簡單的加載裝置取得不同比例的拉伸、彎曲載荷的可采用平板試件的力學(xué)性能試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]針對拉伸、彎曲工況共同作用下的力學(xué)性能(下簡稱拉彎性能)，傳統(tǒng)的解決方法是采用純拉伸、純彎曲兩次試驗分別獲得試件的拉伸性能和彎曲性能，然后對試件的拉彎性能進(jìn)行預(yù)測。
[0003]但是由于復(fù)合材料存在拉彎耦合、拉剪耦合等耦合效應(yīng)，因此使得單獨測試特定載荷比例下的試件拉彎性能十分必要。已有技術(shù)需要兩次試驗，難以在同一個試件上進(jìn)行，而復(fù)合材料試件制造分散性較大，已有技術(shù)難保證精度；同時如果需要測試不同載荷比例下的試件拉彎性能時，傳統(tǒng)方法需要多套夾具，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型針對上述技術(shù)問題，提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸、彎曲組合加載的力學(xué)性能試驗裝置，尤其是能夠以簡單的加載裝置取得不同比例的拉伸、彎曲載荷的力學(xué)性能試驗裝置。
[0005]為達(dá)到以上目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]可實現(xiàn)不同比例拉伸、彎曲組合加載的力學(xué)性能試驗裝置，包括:橫向拉伸機構(gòu)和縱向彎曲機構(gòu)；
[0007]縱向彎曲機構(gòu)包括:固定支座和設(shè)置于固定支座正上方的下壓伸縮桿；
[0008]固定支座上端面設(shè)置有滑動軌道I，且滑動軌道上設(shè)置有大于等于兩個滑塊I ;滑塊I上端面設(shè)置有定位凹槽，且定位凹槽內(nèi)放置有圓柱形壓輥；
[0009]下壓伸縮桿伸縮端部設(shè)置有下壓座；下壓座下端面設(shè)置有滑動軌道II，且滑動軌道II與滑動軌道I平行；
[0010]滑動軌道II上設(shè)置有大于等于兩個滑塊II ;
[0011]滑塊II上端面設(shè)置有與滑塊I上端面相同的定位凹槽，且滑塊II的定位凹槽內(nèi)同樣放置有圓柱形壓輥；
[0012]橫向拉伸機構(gòu)包括:設(shè)置于固定支座一側(cè)的固定柱和設(shè)置于固定支座與固定柱相對一側(cè)的橫向拉伸桿；
[0013]固定柱上設(shè)置有固定端試件夾具；
[0014]橫向拉伸桿伸縮端部設(shè)置有拉伸試件夾具；
[0015]橫向拉伸桿的伸縮方向與下壓伸縮桿的伸縮方向垂直。
[0016]其中，滑塊I優(yōu)選數(shù)量為兩個，滑塊II優(yōu)選數(shù)量為兩個；
[0017]下壓伸縮桿、橫向拉伸桿和固定端試件夾具的中心軸線位于同一平面內(nèi)。
[0018]采用上述技術(shù)方案的本實用新型，首先將試件加工為平板裝，然后兩端分別與固定端試件夾具和拉伸試件夾具緊固，此時調(diào)整滑塊I位置，以試件中心軸線為參照對稱設(shè)置于滑動軌道I的兩側(cè)，且在滑塊I的定位凹槽內(nèi)安裝合適直徑大小的圓柱形壓輥，帶有圓柱形壓輥的滑塊I頂于試件下端面或者分別頂于拉伸試件夾具下端面和夾頭下端面，且實現(xiàn)等高支撐(保證試件為水平狀態(tài))；然后調(diào)整滑塊II位置，同樣以試件中心軸線為參照對稱設(shè)置于滑動軌道II的兩側(cè)，滑塊II與試件上端表面的間隙通過選用合適直徑的圓柱形壓輥填充壓緊；且兩個滑塊II上的圓柱形壓輥與兩個滑塊I的圓柱形壓輥形成支點不重合(此處最優(yōu)選擇為，兩個滑塊II上的圓柱形壓輥與兩個滑塊I的圓柱形壓輥形成支點等分試件。)，最后通過下壓伸縮桿實現(xiàn)下壓彎曲加載，通過橫向拉伸桿實現(xiàn)橫向拉伸加載。
[0019]作為優(yōu)選結(jié)構(gòu)，拉伸試件夾具選用可拆卸夾具，夾頭與支桿為可拆卸固定連接；
[0020]作為優(yōu)選結(jié)構(gòu)，固定端試件夾具包括:支桿和夾頭；支桿與固定柱外壁鉸接固定；夾頭固定于支桿的非鉸接端部；
[0021]作為優(yōu)選結(jié)構(gòu)，滑動軌道I和滑動軌道II采用燕尾滑道；滑塊I和滑塊II采用燕尾滑塊。
[0022]綜上，本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸、彎曲組合加載的力學(xué)性能試驗裝置，其采用拉伸與四點彎曲共同作用的方式，采用橫向拉伸機構(gòu)和縱向彎曲機構(gòu)，使試件同時受到拉伸載荷和彎曲載荷的共同作用，形成一個拉彎加載系統(tǒng)。通過應(yīng)變反饋，調(diào)節(jié)滑塊間距可以實現(xiàn)不同比例的拉彎載荷。根據(jù)試驗和有限元分析結(jié)果，該試驗裝置能夠簡單方便的再現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)中的拉彎載荷，由于采用了四點彎曲加載彎矩，使得試件中段處于比較均勻的應(yīng)力狀態(tài)，減小了由于壓輥附近應(yīng)力集中帶來的試驗誤差。而且，由于試驗裝置借鑒了四點彎曲試驗和拉伸試驗，故整套試驗裝置可以由已有的夾具進(jìn)行改裝，同時，試件形狀簡單，方便制造；試件具有較長的平行段，方便電測或光測，并可以根據(jù)實時的測量結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足加載需求。由于采用了兩個作動器分別加載，因此可以分別控制拉伸、彎曲載荷加載的歷程，可以實現(xiàn)分步加載、同步加載等不同的工況。
[0023]本實用新型的有益效果是:
[0024]1、與傳統(tǒng)分別測試?yán)?、彎曲性能的試驗相比，本實用新型使材料的拉彎性能可以通過一次試驗得到，而且解決了傳統(tǒng)方法對所測材料包含焊縫、缺陷等的情況不準(zhǔn)確的問題，本實用新型的彎曲載荷通過短梁壓輥加載，降低了加載點的應(yīng)力集中，使得試件中段應(yīng)力分布均勻，減小了加載點局部破壞發(fā)生的可能性，從而使得測試結(jié)果更為精確，有助于獲得有效的實驗數(shù)據(jù)。
[0025]2、本實用新型所述的試驗裝置簡單、易于操作，與傳統(tǒng)拉伸試驗和四點彎曲試驗的夾具有相似之處，易于制造或通過改造已有夾具得到。本實用新型可以實現(xiàn)不同比例的拉彎載荷工況，分別控制拉伸、彎曲載荷加載的歷程，可以實現(xiàn)同時加載或分步加載。
[0026]3、本實用新型的適用范圍較廣，適合各種矩形截面的板材。對于鋪設(shè)、纏繞、RTM等工藝制造的復(fù)合材料制件均可適用，通過選擇壓輥的間距和兩個作動器的加載順序、載荷大小，可針對壓力容器、火箭整流罩、飛機蒙皮等不同曲率的結(jié)構(gòu)模擬特定需求的拉彎載荷，亦可用于某些金屬試件。
[0027]4、本實用新型所述的試件形狀簡單，方便制造；具有較長的平行段，方便電測和光測，能保證結(jié)果的有效性。
[0028]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0029]本實用新型共I幅附圖，其中:
[0030]圖1為本實用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中:1、固定支座，2、下壓伸縮桿，3、滑動軌道I，4、滑塊I，5、圓柱形壓輥，6、下壓座，7、滑動軌道II，8、滑塊II，9、固定柱，10、橫向拉伸桿，11、固定端試件夾具，11.1、支桿，11.2、夾頭，12、拉伸試件夾具。
【具體實施方式】
[0032]如圖1所示的可實現(xiàn)不同比例拉伸、彎曲組合加載的力學(xué)性能試驗裝置，包括:橫向拉伸機構(gòu)和縱向彎曲機構(gòu)；
[0033]縱向彎曲機構(gòu)