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一種高速拉伸試驗(yàn)機(jī)及其加速過程過濾裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于材料力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種高速拉伸試驗(yàn)機(jī)及其加速過程過濾裝置。該裝置采用套筒式結(jié)構(gòu)，主要由拉桿和空程筒組成，該裝置使得拉伸試件在拉伸試驗(yàn)機(jī)加速過程中不受載荷，而在拉伸速度達(dá)到設(shè)定值后，套筒結(jié)構(gòu)的拉桿和空程筒相互作用，拉伸試件承受恒速拉伸載荷；拉桿和空程筒采用圓錐面配合，以保證拉伸方向和受力均勻；在空程筒錐面連接頭的內(nèi)錐面上開通孔，以減少配合錐面接觸過程中的空氣阻力；在空程筒錐面連接頭的下方安裝緩沖墊，以緩解配合錐面接觸時(shí)的沖擊振動(dòng)。該裝置適用于粘彈性材料的高速拉伸試驗(yàn)，也適用于各種材料的拉伸試驗(yàn)。
【專利說明】一種高速拉伸試驗(yàn)機(jī)及其加速過程過濾裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于材料力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域，涉及材料的高速拉伸用試驗(yàn)裝置，具體涉及一種高速拉伸試驗(yàn)機(jī)及其加速過程過濾裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]單向拉伸是測(cè)試材料力學(xué)性能的重要手段，由于粘彈性材料的力學(xué)行為與加載速率密切相關(guān)，因此為高應(yīng)變率下的性能，需要進(jìn)行高速拉伸測(cè)試。當(dāng)高速拉伸機(jī)進(jìn)行試件拉伸時(shí)，拉伸速率是一個(gè)加速過程(如圖1)，試件受到的拉伸載荷是先慢后快，直到穩(wěn)定到設(shè)定拉伸速度，這樣獲得的拉伸曲線與設(shè)定的恒定高速拉伸條件不完全符合。因此需要一種試驗(yàn)機(jī)或在試驗(yàn)機(jī)上加裝裝置使得試件在達(dá)到設(shè)定的高速后再開始拉伸。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為高速拉伸試驗(yàn)機(jī)提供一種用于濾去加速過程的裝置，使得試件始終保持高速拉伸的受載狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)該目的及其相關(guān)目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0004]一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，包括空程筒和拉桿，兩者配合采用套筒式結(jié)構(gòu)，空程筒與試驗(yàn)機(jī)橫梁連接，拉桿與拉伸試件的試件上夾具連接。
[0005]空程筒與拉桿采用圓錐面配合，優(yōu)選錐角范圍為5?15°。
[0006]空程筒由主筒段和錐面連接頭組成，并以螺紋連接。
[0007]空程筒錐面連接頭的圓錐面上開有排氣通孔。
[0008]錐面連接頭下面加裝緩沖墊。
[0009]空程筒與拉桿之間留有間隙，間隙范圍在l_5mm。
[0010]一種高速拉伸試驗(yàn)機(jī)，采用帶有空程的拉伸結(jié)構(gòu)，主要由空程筒和拉桿組成，空程筒與試驗(yàn)機(jī)橫梁連接，拉桿與試件的上夾具連接。當(dāng)拉伸試驗(yàn)機(jī)橫梁在加速過程中，拉桿與空程筒不相互作用，拉桿和夾具都不運(yùn)動(dòng)，拉伸試驗(yàn)機(jī)不開始計(jì)時(shí)和采集數(shù)據(jù)；當(dāng)拉伸試驗(yàn)機(jī)橫梁達(dá)到設(shè)定速度后，拉桿與空程筒通過錐面接觸配合，空程筒帶動(dòng)拉桿開始動(dòng)作，使得試件上夾具勻速拉伸試件，且拉伸試驗(yàn)機(jī)開始計(jì)時(shí)和采集數(shù)據(jù)。由于該拉伸試驗(yàn)裝置在橫梁加速過程中既不拉伸試樣也不采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了拉伸試件在拉伸過程中始終經(jīng)受勻速拉伸載荷。
[0011]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，與高速拉伸試驗(yàn)機(jī)配合，可以實(shí)現(xiàn)材料高速拉伸性能的準(zhǔn)確測(cè)試，為材料高速拉伸性能測(cè)試提供技術(shù)支撐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1高速拉伸試驗(yàn)機(jī)橫梁速度變化圖。
[0013]圖2高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3加速過程過濾裝置在拉伸試驗(yàn)機(jī)上的安裝圖。[0015]其中1空程筒主筒段，2空程筒主筒段/錐面連接頭連接螺紋，3拉伸錐面接頭，4錐面連接頭的圓錐面，5通氣孔，6錐面連接頭，7緩沖墊壓緊螺紋，8緩沖墊，9緩沖墊壓蓋，10拉桿主體，11空程筒，12拉桿，13拉伸傳感器，14試驗(yàn)機(jī)橫梁，15拉桿接頭，16試件上夾具，17拉伸試件，18試件下夾具，19拉伸機(jī)底座。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明:
[0017]拉桿有效行程需要根據(jù)拉伸試驗(yàn)機(jī)最高拉伸速度和拉伸試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)力性能來計(jì)算和測(cè)量，保證拉桿有效行程不低于達(dá)到最高拉伸速度時(shí)的最大行程；拉桿的直徑需要根據(jù)拉力(或載荷容量)和拉桿材質(zhì)來計(jì)算；空程筒長(zhǎng)度要根據(jù)拉桿尺寸設(shè)計(jì)和計(jì)算。
[0018]為了保證試件拉伸時(shí)的方向精度，拉桿12和空程筒11采用同角度圓錐面配合，錐角范圍為5?15° ;
[0019]為了保證運(yùn)動(dòng)拉桿空程運(yùn)動(dòng)時(shí)不與空程筒干涉，空程筒11與拉桿12之間(拉桿錐面大端/空程筒主體段和空程筒錐面小端/拉桿主體段)留有間隙，間隙范圍在1_5_。
[0020]為了減少拉桿12與空程筒11接觸瞬間的空氣阻力，在空程筒11的圓錐面4上開通氣孔5，孔的范圍在2-10mm。
[0021]為了緩解拉桿12和空程筒11接觸時(shí)造成的沖擊，在空程筒11的下端加裝吸能的非金屬緩沖墊8。
[0022]本裝置也適用于材料的中低速度拉伸性能測(cè)試。
[0023]實(shí)施例:
[0024]為進(jìn)行某粘彈性材料的高速(6000mm / min)性能測(cè)試，采取如圖2和3所示的拉伸試驗(yàn)機(jī)及其加速過程過濾裝置，并綜合拉伸試件尺寸(試件長(zhǎng)度70mm，標(biāo)距120mm)、材料性能(伸長(zhǎng)率最大120%，最大拉力200N)、拉伸試驗(yàn)機(jī)加速特性(加速到6000mm /min距離為120mm)和制造使用等因素，確定拉桿材質(zhì)為30CrMnSi (表面淬火)，有效長(zhǎng)度150_，拉桿直徑25_，頭部錐角12°，錐部長(zhǎng)70_ ;空程筒(包括主筒段和錐面連接頭)采用螺紋兩段式連接，材質(zhì)也為30CrMnSi (主筒段調(diào)質(zhì)，連接頭表面淬火)，主筒段有效長(zhǎng)度160mm (內(nèi)徑45mm，外徑56mm)，與錐面連接頭以M56螺紋連接；錐面連接頭的內(nèi)錐角與拉桿匹配，采用12°錐角，并在錐面處開直徑6_通孔；緩沖墊采用厚度為10_的硅橡膠，通過壓蓋以M72螺紋壓緊在錐面連接頭的下方。
[0025]使用時(shí)，首先將將裝置的空程筒11與拉伸試驗(yàn)機(jī)橫梁14連接，拉桿12與拉伸試件17的試件上夾具16連接，并將拉伸傳感器13清零；然后降低拉伸試驗(yàn)機(jī)橫梁14高直至拉桿12有效長(zhǎng)度全部縮進(jìn)空程筒11后安裝拉伸試件17到上下夾具中；最后啟動(dòng)拉伸程序，控制空程筒11從拉桿12上方拉出并加速到設(shè)定速度后與拉桿錐面接觸，勻速拉動(dòng)試件上夾具16運(yùn)動(dòng)，開始計(jì)時(shí)和試驗(yàn)測(cè)試。
【權(quán)利要求】
1.一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，其特征在于:包括空程筒(11)和拉桿(12)，兩者配合采用套筒式結(jié)構(gòu)，空程筒(11)與試驗(yàn)機(jī)橫梁(14)連接，拉桿(12)與拉伸試件(17)的試件上夾具(16)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，其特征在于:空程筒(11)與拉桿(12)采用圓錐面配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，其特征在于:錐角范圍為5?15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3任一所述的一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，其特征在于:空程筒(11)由主筒段(1)和錐面連接頭(6)組成，并以螺紋(2)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，其特征在于:錐面連接頭出)的圓錐面上開有排氣通孔(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，其特征在于:錐面連接頭(6)下面加裝緩沖墊(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高速拉伸試驗(yàn)用加速過程過濾裝置，其特征在于:空程筒(11)與拉桿(12)之間留有間隙，間隙范圍在l_5mm。
8.一種高速拉伸試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:該拉伸試驗(yàn)機(jī)采用帶有空程的拉伸結(jié)構(gòu)，包括空程筒(11)和拉桿(12)，空程筒(11)和拉桿(12)之間的配合采用套筒式結(jié)構(gòu)，空程筒(11)與試驗(yàn)機(jī)橫梁(14)連接，拉桿與拉伸試件(17)的試件上夾具(16)連接。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK203551386SQ201320700430
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】郭宇, 李樹謙, 王磊 申請(qǐng)人:中國航天科工集團(tuán)第六研究院四十一所