CN101413782A - 高液压环境下的双轴径向引伸计 - Google Patents

高液压环境下的双轴径向引伸计 Download PDF

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Abstract

高液压环境下的双轴径向引伸计，在固定环上开有均布的4个导向孔，压紧弹簧套在顶杆上，顶杆螺纹端从导向孔内侧穿出，弹簧片两端开有固定孔，通过固定螺母将弹簧片两端固定在相对的两根顶杆的螺纹端上，弹簧片顶部上下表面分别贴有两片应变计，四片应变计组成惠斯通全桥，通过压紧弹簧和顶杆将引伸计装置卡在圆柱形试件上，试件产生的径向变形通过压紧弹簧和顶杆传递给弹簧片使其张开，应变计测量弹簧片的应变，通过测量惠斯通全桥输出即可计算出试件变形，适用于高液压下的双轴径向变形和应变测量，填补了高液压下的双轴径向变形和应变测量技术的空白，具有结构简单、使用方便，测量精度高的特点。

Description

高液压环境下的双轴径向引伸计
技术领域
本发明涉及一种径向应变引伸计，具体涉及一种高液压环境下的双轴径向引伸计。
背景技术
应变规被广泛应用于材料性能测试及力学试验中测量试件变形，现有的应变计式引伸计多数为纵向引伸计，且均限于常压环境下使用。多孔金属材料的多轴静水压试验需要测量试件在100MPa高液压环境下的径向变形和应变，目前尚没有一种可用于高液压环境下测量试件径向即横向变形的引伸计。
发明内容
本发明的目的在于填补上述测量技术的空白，提供一种可用于高液压环境下双轴径向变形和应变测量的结构简单、使用方便、测量精度高的径向引伸计。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：高液压环境下的双轴径向引伸计，包括固定环1，在固定环1上开有均布的4个导向孔，压紧弹簧3套在顶杆4上，顶杆4的螺纹端5从导向孔2内侧穿出，弹簧片6两端开有固定孔7，通过固定螺母8将弹簧片6的两端固定在相对的两根顶杆4的螺纹端5上。弹簧片6顶部上下表面9、10分别贴有两片应变计11、12和13、14，四片应变计11、12、13、14组成惠斯通全桥。弹簧片6所在平面与固定环1平面分别呈正负15°角错开布置，弹簧片6直径相互垂直分别测量两个轴向的变形和应变。弹簧片6为半圆环形结构。
本发明还具有下述特点：弹簧片6顶部上表面9的应变计11、12的引线端11+、11-、12+、12-依次接到接线端子15的a、b、c、d端上，弹簧片6顶部下表面10的应变计13、14的引线端13+、13-、14+、14-依次接到接线端子16的e、f、g、h端上，应变计11的11-端接应变计13的13-端，应变计13的13+端接应变计12的12+端，应变计12的12-端接应变计14的14+端，应变计14的14-端接应变计11的11+端，接线端子15的a端为弹簧片6顶部上表面9处惠斯通电桥供电正极，c端为电桥供负极，b端为电桥输出信号正极，d端为电桥输出信号负极，接线端子16的e端为弹簧片6顶部下表面10处惠斯通电桥供电正极，g端为电桥供负极，f端为电桥输出信号正极，h端为电桥输出信号负极。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
图2为本发明的弹簧片的结构原理图。
图3为本发明的弹簧片装配图，其中，图3(a)为固定环上部弹簧片装配图；图3(b)为固定环下部弹簧片装配图。
图4是本发明的弹簧片应变计贴片示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参照图1、图2、图3，本发明包括固定环1，在固定环1上开有均布的4个导向孔2，压紧弹簧3套在顶杆4上，顶杆4的螺纹端5从导向孔2内侧穿出，弹簧片6两端开有固定孔7，通过固定螺母8将弹簧片6的两端固定在相对的两根顶杆4的螺纹端5上。弹簧片6顶部上表面9贴有两片应变计11、12，下表面10贴有两片应变计13、14，四片应变计11、12、13、14组成惠斯通全桥。
参照图4，弹簧片6顶部上表面9的应变计11、12的引线端11+、11-、12+、12-依次接到接线端子15的a、b、c、d端上，弹簧片6顶部下表面10的应变计13、14的引线端13+、13-、14+、14-依次接到接线端子16的e、f、g、h端上，应变计11的11-端接应变计13的13-端，应变计13的13+端接应变计12的12+端，应变计12的12-端接应变计14的14+端，应变计14的14-端接应变计11的11+端，接线端子15的a端为弹簧片6顶部上表面9处惠斯通电桥供电正极，c端为电桥供负极，b端为电桥输出信号正极，d端为电桥输出信号负极，接线端子16的e端为弹簧片6顶部下表面10处惠斯通电桥供电正极，g端为电桥供负极，f端为电桥输出信号正极，h端为电桥输出信号负极。
本发明的工作原理是：通过压紧弹簧3和顶杆4将引伸计装置卡在圆柱形试件17上。试件17产生的径向变形通过压紧弹簧3和顶杆4传递给弹簧片6使其张开，应变计11、12测量弹簧片6顶部上表面9处的应变，应变计13、14测量弹簧片6顶部下表面10处的应变，四片应变计11、12、13、14组成惠斯通全桥，通过测量惠斯通全桥输出即可计算出试件变形。两个形弹簧片6所在平面与固定环平面分别呈正负15°角错开布置，两个弹簧片6半圆环直径相互垂直分别测量两个轴向的变形和应变。
常规引伸计需要借助橡皮筋等弹性元件的张力将引伸计刀口绑定在试件上，本发明所设计的双轴径向引伸计结构避免了常规引伸计固定方式的弊端，通过压紧弹簧和和导杆机构将引伸计卡在圆柱形试件上，操作方便可靠；目前还没有可用于高液压下径向变形和应变测量的引伸计，本发明所设计的引伸计可用于高液压下的测量，弹性元件为半圆环形弹簧片，弹簧片上下表面分别贴有两片应变计，组成惠斯通全桥可消除温度引起的测量误差和液压造成的压力效应误差，同时增加了引伸计的输出灵敏度；本发明所设计的引伸计的两个弹簧片可测量双轴变形和应变；本发明所设计的引伸计也可用于常压下的双轴径向变形和应变测量。本发明适用于大于等于100MPa的高液压下的双轴径向变形和应变测量，试件径向变形测量范围为：25mm～50mm。填补了高液压下的双轴径向变形和应变测量技术的空白，结构简单、使用方便，测量精度高。

Claims (4)

1.高液压环境下的双轴径向引伸计，包括固定环(1)，其特征在于，在固定环(1)上开有均布的4个导向孔(2)，压紧弹簧(3)套在顶杆(4)上，顶杆(4)的螺纹端(5)从导向孔(2)内侧穿出，弹簧片(6)两端开有固定孔(7)，通过固定螺母(8)将弹簧片(6)的两端固定在相对的两根顶杆(4)的螺纹端(5)上，弹簧片(6)顶部上表面(9)贴有两片应变计(11)、(12)，下表面(10)贴有两片应变计(13)、(14)，四片应变计(11)、(12)、(13)、(14)组成惠斯通全桥。
2.根据权利要求1所述的高液压环境下的双轴径向引伸计，其特征在于，弹簧片(6)顶部上表面(9)的应变计(11)、(12)的引线端(11+)、(11-)、(12+)、(12-)依次接到接线端子(15)的(a)、(b)、(c)、(d)端上，弹簧片(6)顶部下表面(10)的应变计(13)、(14)的引线端(13+)、(13-)、(14+)、(14-)依次接到接线端子(16)的(e)、(f)、(g)、(h)端上，应变计(11)的(11-)端接应变计(13)的(13-)端，应变计(13)的(13+)端接应变计(12)的(12+)端，应变计(12)的(12-)端接应变计(14)的(14+)端，应变计(14)的(14-)端接应变计(11)的(11+)端，接线端子(15)的(a)端为弹簧片(6)顶部上表面(9)处惠斯通电桥供电正极，(c)端为电桥供负极，(b)端为电桥输出信号正极，(d)端为电桥输出信号负极，接线端子(16)的(e)端为弹簧片(6)顶部下表面(10)处惠斯通电桥供电正极，(g)端为电桥供负极，(f)端为电桥输出信号正极，(h)端为电桥输出信号负极。
3.根据权利要求1所述的高液压环境下的双轴径向引伸计，其特征在于，两个弹簧片(6)所在平面与固定环(1)平面分别呈正负15°角错开布置，两个弹簧片(6)的直径相互垂直分别测量两个轴向的变形和应变。
4.根据权利要求1所述的高液压环境下的双轴径向引伸计，其特征在于，弹簧片(6)为半圆环形结构。
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