專利名稱：高頻響應(yīng)高溫拉－扭疲勞引伸計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高頻響應(yīng)高溫拉-扭疲勞引伸計(jì)，屬于材料的拉-扭疲勞測(cè)試計(jì)的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)僅有單軸疲勞引伸計(jì)，還沒有多軸疲勞引伸計(jì)的制作技術(shù)，且單軸引伸計(jì)的測(cè)試原理仍然是基于應(yīng)變片法，沒有從根本上克服應(yīng)變片法的固有不足之處，如測(cè)試精度受貼片好壞影響較大，溫度漂移，動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，測(cè)量范圍小，使用壽命短等，同時(shí)現(xiàn)有引伸計(jì)無法用于高溫材料試驗(yàn)，因此其適用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高頻響應(yīng)高溫拉-扭疲勞引伸計(jì)，該疲勞引伸計(jì)，測(cè)量動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，精度高、使用壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。該疲勞引伸計(jì)包括雙向兩杠桿機(jī)構(gòu)及位移傳感器構(gòu)成，其特征在于雙向兩杠桿機(jī)構(gòu)包括上下兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的非等厚壁段直角形受力板1、11，在兩個(gè)受力板的豎向的厚壁板段的對(duì)口端通過壓板14及螺栓13各連接一根石英頂針15，在兩個(gè)受力板的兩個(gè)薄壁板段之上由里至外依次連接拉-扭受力器、扭矩測(cè)試器和拉伸測(cè)試器，所述的拉-扭受力器包括兩個(gè)轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)軸連接著彈簧片2及連接在彈簧片上的支持棒10構(gòu)成；所述的扭矩測(cè)試器包括轉(zhuǎn)動(dòng)反射板8和連接在支承豎板4的扭轉(zhuǎn)位移傳感器9構(gòu)成；所述的拉伸測(cè)試器包括支承在連接豎板5的軸向反射板6和軸向位移傳感器7構(gòu)成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，測(cè)試范圍可靈活調(diào)整，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，測(cè)試頻率可達(dá)5次數(shù)/分鐘，拉應(yīng)變最大值可達(dá)5％，剪應(yīng)變最大值可達(dá)5％，測(cè)試溫度可達(dá)600～800℃，溫漂小，測(cè)量范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，精度高的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1上受力板、2彈簧片、3轉(zhuǎn)軸、4支承豎板、5連接豎板、6軸向反射板、7軸向位移傳感器、8轉(zhuǎn)動(dòng)反射板、9扭轉(zhuǎn)位移傳感器、10支持棒、11下受力板、12螺釘、13螺栓、14壓板、15石英頂針、16試件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的制備，主體上受力板1、轉(zhuǎn)軸3、支承豎板4、連接豎板5、支持棒10、下傳力板11等均采用鋁合金材料，軸向反射板6、轉(zhuǎn)動(dòng)反射板8采用45號(hào)鋼，彈簧片采用20mm寬，0.3mm厚的304不銹鋼片制作。根據(jù)所需引伸計(jì)的標(biāo)距設(shè)計(jì)彈簧片的高度。裝配時(shí)，先利用螺栓固定好石英頂針，再將彈簧片2與轉(zhuǎn)軸3以及支持棒10連接好，分別將支承豎板4、連接豎板5和轉(zhuǎn)動(dòng)反射板8與上傳力板1和下受力板11連接，最后利用螺母將彈簧片轉(zhuǎn)軸與受力板固定好即可。經(jīng)計(jì)算在滿足剛度和強(qiáng)度要求的情況下，統(tǒng)一采用M4螺紋、M4不銹鋼螺釘或螺栓進(jìn)行連接。
此外，為保證引伸計(jì)測(cè)試安裝方便，還要根據(jù)試驗(yàn)機(jī)夾頭的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)引伸計(jì)框架，框架高度一般為引伸計(jì)高度的1.5倍至2倍，應(yīng)保證框架有足夠的剛度。
本發(fā)明的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要基于杠桿原理，其測(cè)試原理是，通過轉(zhuǎn)軸以及彈簧片拉壓方向的彈性變形，可以將頂針測(cè)量試件的轉(zhuǎn)動(dòng)變形和軸向相對(duì)變形轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)反射板和扭轉(zhuǎn)位移傳感器之間的相對(duì)位移輸出，及軸向反射板與軸向位移傳感器之間的相對(duì)位移輸出。調(diào)整轉(zhuǎn)軸、豎板、頂針長(zhǎng)度可改變引伸計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的測(cè)量范圍；調(diào)整支持棒位置、下側(cè)薄壁段長(zhǎng)度、或者改變頂針與彈簧片的長(zhǎng)度均可改變引伸計(jì)軸向測(cè)量范圍。支持棒為整個(gè)引伸計(jì)的支點(diǎn)，將其與外部支架連接可以將引伸計(jì)在空間任意位置固定，方便裝卡于被測(cè)試件上。
采用本發(fā)明測(cè)試試件拉-扭過程引伸計(jì)在第一次使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變標(biāo)定，從而可提高測(cè)量精度。將石英頂針接觸試件上，試件在力的作用下產(chǎn)生軸向變形或轉(zhuǎn)動(dòng)變形，石英頂針將被測(cè)試件的轉(zhuǎn)動(dòng)變形與軸向相對(duì)變形通過轉(zhuǎn)軸及彈簧片轉(zhuǎn)換為相對(duì)位移輸出，通過兩個(gè)非接觸式電渦流位移傳感器測(cè)量該變化值，測(cè)得的位移值與傳感器的電信號(hào)輸出成線性關(guān)系。由兩個(gè)電渦流傳感器輸出的毫伏級(jí)電壓信號(hào)經(jīng)直流放大器分別放大，得到正負(fù)5V(或10V，視AD板的量程范圍而定)電壓輸入多通道AD板進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。最后，由AD板可以將被測(cè)試件的軸向與扭轉(zhuǎn)應(yīng)變值轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)在計(jì)算機(jī)上輸出顯示或存儲(chǔ)以備后續(xù)處理。引伸計(jì)頂針采用石英棒則可用于高溫應(yīng)變的測(cè)量和控制。
權(quán)利要求
1.一種高頻響應(yīng)高溫拉-扭疲勞引伸計(jì)，該疲勞引伸計(jì)包括雙向兩杠桿機(jī)構(gòu)及位移傳感器構(gòu)成，其特征在于雙向兩杠桿機(jī)構(gòu)包括上下兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的非等厚壁段直角形受力板(1)、(11)，在兩個(gè)受力板的豎向的厚壁板段的對(duì)口端通過壓板(14)及螺栓(13)各連接一根石英頂針(15)，在兩個(gè)受力板的兩個(gè)薄壁板段之上由里至外依次連接拉-扭受力器、扭矩測(cè)試器和拉伸測(cè)試器，所述的拉-扭受力器包括兩個(gè)轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)軸連接著彈簧片(2)及連接在彈簧片上的支持棒(10)構(gòu)成；所述的扭矩測(cè)試器包括轉(zhuǎn)動(dòng)反射板(8)和連接在支承豎板(4)的扭轉(zhuǎn)位移傳感器(9)構(gòu)成；所述的拉伸測(cè)試器包括支承在連接豎板(5)的軸向反射板(6)和軸向位移傳感器(7)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高頻響應(yīng)高溫拉－扭疲勞引伸計(jì)，屬于材料的拉－扭疲勞測(cè)試計(jì)的改進(jìn)技術(shù)。該疲勞引伸計(jì)包括雙向兩杠桿機(jī)構(gòu)及位移傳感器構(gòu)成，雙向兩杠桿機(jī)構(gòu)包括上下兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的非等厚壁段直角形受力板，在兩個(gè)受力板的豎向的厚壁板段的對(duì)口端各連接一根石英頂針，在兩個(gè)受力板的兩個(gè)薄壁板段之上由里至外依次連接拉－扭受力器、扭矩測(cè)試器和拉伸測(cè)試器，所述的拉－扭受力器包括兩個(gè)轉(zhuǎn)軸、彈簧片及連接在彈簧片上的支持棒構(gòu)成；所述的扭矩測(cè)試器包括轉(zhuǎn)動(dòng)反射板和扭轉(zhuǎn)位移傳感器構(gòu)成；所述的拉伸測(cè)試器包括軸向反射板和軸向位移傳感器構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，安裝方便，測(cè)量動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，溫漂小，測(cè)量范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，精度高。
文檔編號(hào)G01N3/32GK1587970SQ200410072189
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者陳旭, 陳剛, 于德華 申請(qǐng)人:天津大學(xué)