專利名稱：板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種汽車制造技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
板料凸臺(tái)零件在汽車行業(yè)有著廣泛的運(yùn)用，如剎車片、座椅調(diào)角器的零件上常具有局部凸臺(tái)特征。凸臺(tái)一般用于實(shí)現(xiàn)定位和裝配功能，在使用時(shí)需承受一定程度的剪切載荷。因此，定量評(píng)價(jià)板料凸臺(tái)零件的力學(xué)特性，考量凸臺(tái)的抗剪能力，有助于合理選擇凸臺(tái)幾何尺寸和凸臺(tái)成形參數(shù)，縮短研發(fā)周期。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前常用的抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置主要適用于圓柱形、方塊形等規(guī)則試樣。其中，實(shí)用新型專利“凸臺(tái)樹脂澆注體剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置”(授權(quán)號(hào)CN 201653824U，授權(quán)公告日2010. 11. 24)給出了一種剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其適用范圍涉及無(wú)砟軌道凸臺(tái)樹脂施工領(lǐng)域。此外，實(shí)用新型專利“剪切強(qiáng)度測(cè)試裝置”(申請(qǐng)?zhí)?201020033262. 5，公告日2010. 11.24)給出了一種剪切強(qiáng)度測(cè)試裝置，裝置的整體結(jié)構(gòu)為 C型開環(huán)，可以方便地固定受電弓滑板試樣，測(cè)試受電弓滑板可承受的剪切強(qiáng)度。如果將上述抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置用于板料凸臺(tái)這類特殊形狀的試樣，則存在以下不足1)無(wú)法在裝置中有效固定和定位板料凸臺(tái)；2)無(wú)法適應(yīng)不同板料厚度、不同凸臺(tái)形狀的板料凸臺(tái)；3)測(cè)試裝置將使壓力機(jī)承受橫向載荷，影響測(cè)試精度；4)測(cè)試裝置中的重要摩擦副未作特殊考慮。因此，無(wú)法穩(wěn)定、簡(jiǎn)易、準(zhǔn)確地測(cè)試板料凸臺(tái)的抗剪性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試凸臺(tái)的抗剪性能。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括測(cè)試架機(jī)構(gòu)以及兩塊上下設(shè)置且接觸平面相吻合的滑塊組，其中所述的測(cè)試架機(jī)構(gòu)包括橫導(dǎo)軌組和分別設(shè)置于其頂部和側(cè)面的豎導(dǎo)軌組和靠板。所述的測(cè)試架機(jī)構(gòu)的一端固定于下底板上，下底板上相對(duì)測(cè)試架機(jī)構(gòu)固定的另一端設(shè)有圓形凹槽以放置板料凸臺(tái)試樣并實(shí)現(xiàn)水平固定和定位，該板料凸臺(tái)試樣為帶有凸臺(tái)的圓餅狀結(jié)構(gòu)，其中凸臺(tái)部分在上，圓餅狀部分在下。所述的靠板、橫導(dǎo)軌組、豎導(dǎo)軌組與滑塊組組成封閉力系，以保證實(shí)驗(yàn)裝置不對(duì)壓力機(jī)產(chǎn)生橫向載荷。所述的滑塊組中的上、下滑塊的接觸面直接設(shè)有防磨板組以減小摩擦，提高實(shí)驗(yàn)裝置的使用壽命。所述的接觸平面與水平面的夾角為45° 55°。本裝置通過(guò)以下方式進(jìn)行工作壓力機(jī)直接作用在上滑塊上，使上滑塊豎直向下運(yùn)動(dòng)。通過(guò)上、下滑塊之間的斜楔機(jī)構(gòu)(斜楔角為θ )，下滑塊作水平運(yùn)動(dòng)。壓力機(jī)對(duì)上滑塊的豎直方向壓力通過(guò)斜楔機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為試樣所受的水平方向剪切力。試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)壓力機(jī)記錄測(cè)試過(guò)程中的載荷F信息。由公式1可得到剪切力 F10
FFi =--(1)
tan汐測(cè)量破壞后的試樣尺寸，可獲得試樣的有效面積A，由公式2可得到剪切應(yīng)力τ，
即為凸臺(tái)的抗剪強(qiáng)度。 FiT =——(2)
A本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置的不足，做了如下改進(jìn)a)本發(fā)明試樣水平放置，通過(guò)圓形凹槽保證板料凸臺(tái)試樣水平固定和定位，試樣安放簡(jiǎn)易、穩(wěn)定性好。b)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征保證在加載過(guò)程中，下滑塊對(duì)試樣板料部分的接觸面積不斷增大，可避免試樣出現(xiàn)滑移、松動(dòng)、傾斜等現(xiàn)象。c)本發(fā)明通過(guò)斜楔機(jī)構(gòu)將壓力機(jī)對(duì)裝置所施加的豎直方向力轉(zhuǎn)換為對(duì)試樣的水平方向力，試驗(yàn)時(shí)無(wú)需夾持試樣的凸臺(tái)部分，從而可以適應(yīng)不同形狀的板料凸臺(tái)。d)本發(fā)明在容納試樣的圓形凹槽下面裝有高度調(diào)節(jié)螺釘，通過(guò)調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)螺釘，以容納不同板料厚度的板料凸臺(tái)試樣。e)本發(fā)明通過(guò)靠板將整個(gè)裝置組成封閉力系，避免壓力機(jī)承受橫向載荷。f)本發(fā)明通過(guò)上下滑塊之間的斜楔機(jī)構(gòu)將壓力機(jī)豎直方向的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平方向的運(yùn)動(dòng)，在斜楔的接觸面配置防磨板，可有效減小磨損，提高裝置的使用壽命。


圖1板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置的工作原理圖。圖2板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置的試樣舉例(圓柱形凸臺(tái))。圖3板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置的立體結(jié)構(gòu)圖。圖4板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置的側(cè)剖圖。圖5板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置的前剖圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖2所示，本裝置檢測(cè)的板料凸臺(tái)試樣為帶有凸臺(tái)的圓餅狀結(jié)構(gòu)，其中凸臺(tái)部分在上，圓餅狀部分在下；凸臺(tái)形狀、尺寸可變。如圖3-圖5所示，本裝置包括測(cè)試架機(jī)構(gòu)a以及兩塊上下設(shè)置且接觸平面3相吻合的滑塊組b，其中所述的測(cè)試架機(jī)構(gòu)a包括橫導(dǎo)軌組8和分別設(shè)置于其頂部和側(cè)面的豎導(dǎo)軌組10禾口靠板1。所述的測(cè)試架機(jī)構(gòu)a的一端固定于下底板9上，下底板9上相對(duì)測(cè)試架機(jī)構(gòu)固定的另一端設(shè)有圓形凹槽11以放置板料凸臺(tái)試樣6并實(shí)現(xiàn)水平固定和定位，該板料凸臺(tái)試樣 6為帶有凸臺(tái)的圓餅狀結(jié)構(gòu)，其中凸臺(tái)部分在上，圓餅狀部分在下。所述的圓形凹槽11內(nèi)設(shè)有高度調(diào)節(jié)螺釘7，該高度調(diào)節(jié)螺釘7的頂部與板料凸臺(tái)試樣6的底部相接觸且板料凸臺(tái)試樣6的圓餅狀部分的上表面與下底板9的上表面位于同一平面，通過(guò)調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)螺釘7，容納不同厚度的試樣6。所述的靠板1、橫導(dǎo)軌組8、豎導(dǎo)軌組10與滑塊組b組成封閉力系，以保證實(shí)驗(yàn)裝置不對(duì)壓力機(jī)產(chǎn)生橫向載荷。所述的接觸平面3與水平面的夾角為45° 55°所述的滑塊組b中的上滑塊2、下滑塊5的接觸面12直接設(shè)有防磨板組4以減小摩擦，提高實(shí)驗(yàn)裝置的使用壽命。所述的滑塊組中的下滑塊5具體位于橫導(dǎo)軌組8之間且其接觸面上設(shè)有水平凸棱-凹槽結(jié)構(gòu)。所述的滑塊組中的上滑塊2具體位于豎導(dǎo)軌組10之間且其接觸面上設(shè)有豎直凸棱-凹槽結(jié)構(gòu)。本裝置通過(guò)以下方式進(jìn)行工作將板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置安裝在實(shí)驗(yàn)壓力機(jī)上，安裝時(shí)要保證壓力機(jī)壓頭與上滑塊2對(duì)中。檢查測(cè)試裝置的潤(rùn)滑情況，添加適量潤(rùn)滑劑。將試樣6放在測(cè)試裝置下底板9的圓形凹槽內(nèi)，調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)螺釘7使試樣6圓形板料部分的上表面與下底板的上表面在同一平面內(nèi)，以保證試樣豎直固定和定位。根據(jù)試樣大小，選擇合適的壓力機(jī)行程和速度，啟動(dòng)壓力機(jī)。壓力機(jī)壓頭作用于上滑塊2。豎導(dǎo)軌組 10為一對(duì)，保證上滑塊2作垂直運(yùn)動(dòng)。橫導(dǎo)軌組8為一對(duì)，保證下滑塊5作水平運(yùn)動(dòng)。通過(guò)上滑塊2和下滑塊5之間的斜楔機(jī)構(gòu)，壓力機(jī)對(duì)上滑塊2的垂直方向壓力轉(zhuǎn)化為試樣所受的水平方向剪切力。斜楔的接觸面配置上防磨板3和下防磨板4，以有效減小磨損，提高實(shí)驗(yàn)裝置的使用壽命。靠板1將整個(gè)裝置組成封閉力系，避免壓力機(jī)承受橫向載荷。壓力機(jī)記錄載荷F-位移S曲線，由公式1可計(jì)算得到剪切力Fl。測(cè)量破壞后的試樣尺寸，可獲得試樣的有效面積A，由公式2可計(jì)算得到剪切應(yīng)力τ，即為凸臺(tái)的抗剪強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征在于，包括測(cè)試架機(jī)構(gòu)以及兩塊上下設(shè)置且接觸平面相吻合的滑塊組，其中所述的測(cè)試架機(jī)構(gòu)包括橫導(dǎo)軌組和分別設(shè)置于其頂部和側(cè)面的豎導(dǎo)軌組和靠板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征是，所述的測(cè)試架機(jī)構(gòu)的一端固定于下底板上，下底板上相對(duì)測(cè)試架機(jī)構(gòu)固定的另一端設(shè)有圓形凹槽以放置板料凸臺(tái)試樣并實(shí)現(xiàn)水平固定和定位，該板料凸臺(tái)試樣為帶有凸臺(tái)的圓餅狀結(jié)構(gòu)，其中凸臺(tái)部分在上，圓餅狀部分在下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征是，所述的圓形凹槽內(nèi)設(shè)有高度調(diào)節(jié)螺釘，該高度調(diào)節(jié)螺釘?shù)捻敳颗c板料凸臺(tái)試樣的底部相接觸且板料凸臺(tái)試樣的圓餅狀部分的上表面與下底板的上表面位于同一平面，通過(guò)調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)螺釘，容納不同厚度的試樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征是，所述的靠板、橫導(dǎo)軌組、豎導(dǎo)軌組與滑塊組組成封閉力系，以保證實(shí)驗(yàn)裝置不對(duì)壓力機(jī)產(chǎn)生橫向載荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征是，所述的接觸平面與水平面的夾角為45° 55°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征是，所述的滑塊組中的上、下滑塊的接觸面直接設(shè)有防磨板組以減小摩擦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征是，所述的滑塊組中的下滑塊具體位于橫導(dǎo)軌組之間且其接觸面上設(shè)有凸棱_凹槽結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，其特征是，所述的滑塊組中的上滑塊具體位于豎導(dǎo)軌組之間且其接觸面上設(shè)有凸棱_凹槽結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種汽車制造技術(shù)領(lǐng)域的板料凸臺(tái)抗剪強(qiáng)度測(cè)試裝置，包括測(cè)試架機(jī)構(gòu)以及兩塊上下設(shè)置且接觸平面相吻合的滑塊組，測(cè)試架機(jī)構(gòu)包括橫導(dǎo)軌組和分別設(shè)置于其頂部和側(cè)面的豎導(dǎo)軌組和靠板。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征保證在加載過(guò)程中，下滑塊對(duì)試樣板料部分的接觸面積不斷增大，可避免試樣出現(xiàn)滑移、松動(dòng)、傾斜等現(xiàn)象。斜楔機(jī)構(gòu)的滑塊組將壓力機(jī)對(duì)裝置所施加的豎直方向力轉(zhuǎn)換為對(duì)試樣的水平方向力，試驗(yàn)時(shí)無(wú)需夾持試樣的凸臺(tái)部分，從而可以適應(yīng)不同形狀的板料凸臺(tái)且封閉力系的測(cè)試架機(jī)構(gòu)避免壓力機(jī)承受橫向載荷。
文檔編號(hào)G01N3/02GK102507341SQ20111033946
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者向華, 莊新村, 李坦, 黃新華 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)