本實(shí)用新型涉及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

金屬的力學(xué)性能是指金屬材料抵抗各種外加載荷的能力，其中包括彈性、剛度、強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊強(qiáng)度、斷裂韌度及疲勞強(qiáng)度等，它們是衡量材料性能的重要指標(biāo)，現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)中，金屬材料的強(qiáng)度及硬度為最常用的衡量金屬材料性能的指標(biāo)，金屬的強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及延伸率，金屬的硬度一般采用布氏硬度或洛氏硬度進(jìn)行衡量。

現(xiàn)有的金屬強(qiáng)度測(cè)量一般采用拉伸試驗(yàn)機(jī)，將試棒拉斷后得到材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等屬性?，F(xiàn)有金屬材料硬度一般采用硬度計(jì)測(cè)量，用一壓頭擠壓試樣，通過測(cè)量壓痕相關(guān)尺寸得到金屬材料的硬度值。

但是現(xiàn)有的拉伸試驗(yàn)機(jī)及硬度試驗(yàn)機(jī)為分開的裝置，需要單獨(dú)購買拉伸試驗(yàn)機(jī)及硬度試驗(yàn)機(jī)，費(fèi)用較高，而且在實(shí)驗(yàn)室中占用空間較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型目的是提供一種力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)裝置，將硬度測(cè)量及拉伸實(shí)驗(yàn)集合到一臺(tái)設(shè)備上，二者共用一套動(dòng)力系統(tǒng)，減少了設(shè)備投資及設(shè)備占用的空間。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)裝置，包括臺(tái)架、拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、硬度測(cè)量系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及操作臺(tái)，所述臺(tái)架固定在地面上，拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及硬度測(cè)量系統(tǒng)固定在臺(tái)架上，所述控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)控制拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及硬度測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)作，操作臺(tái)用于操作控制系統(tǒng)并顯示實(shí)驗(yàn)過程各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息及測(cè)量結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述臺(tái)架包括底座、上橫梁、下橫梁及立柱，所述底座固定在地面上，所述立柱有兩個(gè)，對(duì)稱固定在所述底座上，所述上橫梁及下橫梁安裝在對(duì)稱設(shè)置的立柱上。

進(jìn)一步的，所述拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括上鉗口、下鉗口及拉力傳感器，所述上鉗口和下鉗口分別固定安裝在上橫梁及下橫梁上，所述拉力傳感器位于上鉗口處，用于測(cè)量上、下鉗口對(duì)拉伸試棒的拉力。

進(jìn)一步的，所述上、下鉗口采用手動(dòng)機(jī)械式夾緊方式。

進(jìn)一步的，所述硬度測(cè)量系統(tǒng)包括壓頭、試樣板、試樣夾及壓力傳感器，所述壓頭固定在下橫梁上，所述試樣板固定在底座上，所述試樣夾固定在試樣板上，所述壓力傳感器設(shè)置于試樣板上，用于測(cè)量壓頭對(duì)硬度試樣的壓力。

進(jìn)一步的，所述液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)上、下橫梁沿立柱的運(yùn)動(dòng)，對(duì)試樣施加載荷。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)控制器為PLC控制器，控制液壓系統(tǒng)動(dòng)作。

進(jìn)一步的，所述操作臺(tái)為計(jì)算機(jī)終端，用于操作本裝置工作及顯示實(shí)驗(yàn)過程各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并最終顯示測(cè)量結(jié)果。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型的力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)裝置，通過在裝置的下橫梁及底座上設(shè)置硬度測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了金屬拉伸實(shí)驗(yàn)及硬度測(cè)量集成在一臺(tái)設(shè)備上的功能，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室中力學(xué)性能測(cè)試設(shè)備的占用空間，極大的減少了設(shè)備投資。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的限定。

圖1是本實(shí)用新型力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)裝置工作流程圖；

其中，1.底座，2.立柱，3.上橫梁，4.上鉗口，5.拉力傳感器，6.下橫梁，7.下鉗口，8.壓頭，9.試樣板，10.試樣夾，11.壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：

如圖1所示，一種力學(xué)性能綜合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括臺(tái)架、拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、硬度測(cè)量系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及操作臺(tái)，所述臺(tái)架包括底座1、上橫梁3、下橫梁6及立柱2，所述底座固定在地面上，所述立柱有兩個(gè)，對(duì)稱固定在所述底座上，所述上橫梁及下橫梁安裝在對(duì)稱設(shè)置的立柱上，所述拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)固定在上、下橫梁上，所述硬度測(cè)量系統(tǒng)部分結(jié)構(gòu)固定在底座上，部分結(jié)構(gòu)固定在下橫梁上，所述液壓系統(tǒng)與上、下橫梁連接，控制拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及硬度測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)作，所述控制系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)及操作臺(tái)連接，控制液壓系統(tǒng)動(dòng)作并將實(shí)驗(yàn)過程信息傳輸給操作臺(tái)，所述操作臺(tái)用于操作控制系統(tǒng)并顯示實(shí)驗(yàn)過程各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息及測(cè)量結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括上鉗口4、下鉗口7及拉力傳感器5，所述上鉗口和下鉗口分別固定安裝在上橫梁及下橫梁上，所述拉力傳感器位于上鉗口處，用于測(cè)量上、下鉗口對(duì)拉伸試棒的拉力。

進(jìn)一步的，所述上、下鉗口采用手動(dòng)機(jī)械式夾緊方式。

進(jìn)一步的，所述硬度測(cè)量系統(tǒng)包括壓頭8、試樣板9、試樣夾10及壓力傳感器11，所述壓頭固定在下橫梁上，所述試樣板固定在底座上，所述試樣夾固定在試樣板上，所述壓力傳感器設(shè)置于試樣板上，用于測(cè)量壓頭對(duì)硬度試樣的壓力。

進(jìn)一步的，所述液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)上、下橫梁沿立柱的運(yùn)動(dòng)，對(duì)試樣施加載荷。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)控制器為PLC控制器，控制液壓系統(tǒng)動(dòng)作。

進(jìn)一步的，所述操作臺(tái)為計(jì)算機(jī)終端，用于操作本裝置工作及顯示實(shí)驗(yàn)過程各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并最終顯示測(cè)量結(jié)果。

本實(shí)用新型的臺(tái)架、底座、上橫梁、下橫梁、立柱、上鉗口、下鉗口、壓頭、試樣板、試樣夾可采用現(xiàn)有技術(shù)中拉伸試驗(yàn)機(jī)及硬度試驗(yàn)機(jī)的通用結(jié)構(gòu)，對(duì)于液壓系統(tǒng)如何控制上、下橫梁的運(yùn)動(dòng)，傳感器如何采集壓力或拉力信息，控制器如何控制液壓系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)終端如何控制本裝置及顯示實(shí)驗(yàn)過程各項(xiàng)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，可采用現(xiàn)有拉伸試驗(yàn)機(jī)及硬度測(cè)量機(jī)非常成熟的技術(shù)，其技術(shù)手段可通過常規(guī)方法獲得，在本申請(qǐng)技術(shù)方案中不做詳細(xì)描述。本實(shí)用新型是在現(xiàn)有的拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的改進(jìn)，通過將硬度試驗(yàn)機(jī)的部分實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)與拉伸試驗(yàn)機(jī)相互組合，共用同一套控制及液壓系統(tǒng)，減少了設(shè)備投資及占用的空間。

其具體實(shí)施方式為：

如圖2所示，當(dāng)需要對(duì)金屬材料進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)及硬度測(cè)量時(shí)，首先將硬度試樣放入試樣夾內(nèi)，通過立柱上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整下橫梁高度，使下橫梁上的壓頭剛好與試樣接觸，然后將拉伸試棒的一端固定在下鉗口上，驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，控制下橫梁運(yùn)動(dòng)使壓頭對(duì)硬度試樣施加壓力載荷，壓力傳感器測(cè)量壓力值在計(jì)算機(jī)終端顯示，當(dāng)壓力載荷達(dá)到恒定值時(shí)，使壓力載荷保持一定的時(shí)間，然后利用立柱上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上橫梁運(yùn)動(dòng)，使上鉗口夾持住拉伸試棒的另一端，下橫梁保持不動(dòng)，利用液壓系統(tǒng)對(duì)拉伸試棒施加拉力載荷，對(duì)拉伸試棒進(jìn)行拉伸直至拉斷，拉力傳感器將測(cè)定拉力數(shù)值通過計(jì)算機(jī)終端顯示，驅(qū)動(dòng)上、下橫梁向上運(yùn)動(dòng)，取下硬度試樣及拉伸試棒，此時(shí)拉伸試驗(yàn)的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度可通過計(jì)算機(jī)終端分析得出，對(duì)標(biāo)距進(jìn)行測(cè)量可得到延伸率，對(duì)硬度試樣的壓痕利用專用工具進(jìn)行測(cè)量，得到硬度值。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。