CN101504348A - 一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法 - Google Patents

一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101504348A
CN101504348A CNA2008100175049A CN200810017504A CN101504348A CN 101504348 A CN101504348 A CN 101504348A CN A2008100175049 A CNA2008100175049 A CN A2008100175049A CN 200810017504 A CN200810017504 A CN 200810017504A CN 101504348 A CN101504348 A CN 101504348A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stretching
speed
sample
stretching clamp
gathering sill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100175049A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101504348B (zh
Inventor
索涛
李玉龙
赵峰
陈春林
郭伟国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN2008100175049A priority Critical patent/CN101504348B/zh
Publication of CN101504348A publication Critical patent/CN101504348A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101504348B publication Critical patent/CN101504348B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明是一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法，将调速电机(12)通过联轴器(11)与质量盘(10)相连，质量盘通过离合器(9)与转盘(8)相连；牵引钢丝绳(7)两端分别与转盘(8)和前拉伸夹具(5)固连。试样(4)安装在前拉伸夹具(5)和后拉伸夹具(3)之间。牵引钢丝绳(7)、前拉伸夹具(5)、试样(4)、后拉伸夹具(3)和载荷传感器(2)的中心线处于同一平面。当调速电机(12)以较高转速转动时，与调速电机(12)同轴连接的转盘(8)的外沿将具有较高的线速度，将带动牵引钢丝绳(7)高速缠绕在转盘(8)上，同时带动试样(4)沿牵引钢丝(7)绳(7)钢丝方向运动，使试样(4)发生变形，解决了采用Hopkinson拉杆等加载装置时无法对试样施加大的伸长量的问题，具有操作简便，试验数据可靠的特点。

Description

一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法
一、技术领域
本发明属于材料的动态性能测试技术领域，具体是一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法。
二、背景技术
弹性橡胶在短距拦截过程中起到吸收能量的作用，但由于整个拦截过程作用时间较短，属于瞬态过程，弹性拦阻索在拦阻过程中受到的是动态载荷，因此其在动态载荷下的拉伸力学性能是拦阻机构设计的关键。常规的实验方法只能获得其在静态载荷下的力学性能，测量材料动态拉伸力学性能的Hopkinson拉杆实验装置只能对试样施加较小伸长量。由于弹性索类超弹性材料的极限伸长很大，传统的加载方法很难保证在恒拉伸速率下对该类材料施加很大的拉伸位移，也无法获得类似于弹性索这样的超弹性材料在动态载荷下完整的力学特性。
三、发明的内容
为克服现有技术中存在的不能获得弹性索类超弹性材料在动态载荷下完整的力学特性的不足，本发明提出了一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法。
为实现上述目的，本发明采用大功率高速电机，包括调速电机、联轴器、质量盘、离合器、转盘、牵引钢丝绳、前拉伸夹具、后拉伸夹具、支架和载荷传感器，其中，载荷传感器的一端固定在支架上，另一端与后拉伸夹具固连。在支架的水平平板上，固定安装有一剖面为“凹”形的导向槽，前拉伸夹具安装在该导向槽内，并能够沿导向槽运动；导向槽两侧有连续位移测量系统，以测量拉伸变形。调速电机通过联轴器与质量盘的轴一端相连，质量盘轴的另一端通过离合器与周向具有凹槽的转盘相连；牵引钢丝绳的一端固连在转盘的凹槽底部，另一端固定在前拉伸夹具的前端。试样安装在前拉伸夹具和后拉伸夹具之间。当牵引钢丝绳拉紧时，试验系统的牵引钢丝绳、前拉伸夹具、试样、后拉伸夹具和载荷传感器的中心线应处在同一水平线上。载荷传感器和激光连续位移测量系统的输出信号接入数据采集系统。
实验时，其具体步骤如下：
a.安装试样：将试样的两端分别与前拉伸夹具后端和后拉伸夹具前端固连；
b.将后拉伸夹具后端与载荷传感器固连，将前拉伸夹具前端与牵引钢丝绳固连；
c.启动调速电机，并将转速调至实验需要的转速；
d.向离合器发出闭合的指令，使质量盘和转盘联动；
e.调速电机将带动转盘开始高速转动，使牵引钢丝绳缠绕在转盘的凹槽中；
f.前拉伸夹具在牵引钢丝绳的带动下沿导向凹槽运动，同时拉动拉伸试样，使其产生高速变形；
g.与数据采集系统相连的载荷传感器将实时记录试样所受的动态拉伸载荷，激光连续位移测量系统将同步地记录试样的伸长量，即试样与前拉伸夹具连接端沿导向槽方向的位移；
h.对采集到的载荷、位移数据进行处理，即可得到被拉伸试样在高速拉伸下的载荷-位移曲线。
当电机以较高转速转动时，与电机同轴连接的转盘的外沿将具有较高的线速度，与转盘固连的牵引钢丝绳将高速缠绕在转盘上，同时带动试样沿牵引钢丝绳钢丝方向运动，使试样发生变形。由于电机能够长时间加载，解决了采用Hopkinson拉杆等加载装置时无法对试样施加大的拉伸量的问题。试样所承受的拉伸载荷用载荷传感器测量，由于试样的伸长与前拉伸夹具沿导向槽移动的距离相同，因此用连续位移测量系统测量前拉伸夹具沿导向槽移动的距离来间接获得试样的伸长量，这样可以得到超弹性材料在高速拉伸时的力学性能。此外，根据不同的拉伸速率要求，调整电机的转速就可以对试样施加不同拉伸速率。本发明所提出的超弹性材料高速拉伸试验方法原理简单、容易实现、操作简便，试验数据可靠，能够解决采用Hopkinson拉杆等加载装置时无法对试样施加大的伸长量的问题，获得类似橡胶这样的超弹性材料完整的高速拉伸性能。
四、附图说明
图1为本发明的超弹性材料高速拉伸试验方法实验装置的结构示意图
图2为本发明中前拉伸夹具、导向槽和连续位移测量系统的相对安装高度示意图
其中：
1.支架    2.载荷传感器  3.后拉伸夹具  4.试样    5.前拉伸夹具
6.导向槽  7.牵引钢丝绳  8.转盘        9.离合器  10.质量盘
11.联轴器  12.调速电机  13.连续位移测量系统  14.数据采集系统
五、具体实施方式
本实施例采用大功率高速电机作为加载装置的弹性索高速拉伸装置，包括调速电机12、联轴器11、质量盘10、离合器9、转盘8、牵引钢丝绳7、导向凹槽6、前拉伸夹具5、试样4、后拉伸夹具3、载荷传感器2、支架1、连续位移测量系统13和数据采集系统14。本实施例中采用激光连续位移测量系统作为连续位移测量系统13。
在具体实施中，将载荷传感器2的一端固定在支架1上，另一端与后拉伸夹具3固连。在支架1的水平平板上，固定安装有一纵向剖面为“凹”形的导向槽6，前拉伸夹具5安装在导向槽6内，并能够沿该导向槽运动，且其上表面露出导向槽的顶部；连续位移测量系统13安装在导向槽6的两侧，发出的水平线光源的高度略高于导向槽6的顶部，但低于前拉伸夹具5上表面的高度，这样可通过测量前拉伸夹具5沿导向槽6移动的距离来获得试样4的拉伸变形。调速电机12通过联轴器11与质量盘10的轴一端相连，该质量盘轴的另一端通过离合器9与周向具有凹槽的转盘8相连；牵引钢丝绳7的一端固连在转盘8圆周上的凹槽底部，另一端固定在前拉伸夹具5的前端。试样安装在前拉伸夹具5和后拉伸夹具3之间。当牵引钢丝绳7拉紧时，试验系统的牵引钢丝绳7、前拉伸夹具5、试样4、后拉伸夹具3和载荷传感器2的中心线应处在同一水平线上。载荷传感器2和连续位移测量系统13的输出信号接入数据采集系统14。
如图2，在本实施例中，由于连续位移测量系统13是通过测量其发出的线光源被遮挡的长度来获得前拉伸夹具5的位移，因此安装时应保证连续位移测量系统13发出的水平线光源的高度略高于导向槽6的顶部，但同时低于前拉伸夹具5上表面的高度，而前拉伸夹具5上表面露出导向槽6以保证其移动时能够遮挡激光。
实验时，具体步骤是：
a.安装试样：将试样4的两端分别与前拉伸夹具5后端和后拉伸夹具3前端固连；
b.将后拉伸夹具3后端与载荷传感器2固连，将前拉伸夹具5前端与牵引钢丝绳7固连；
c.启动调速电机12，并将转速调至实验需要的转速；
d.向离合器9发出闭合的指令，使质量盘10和转盘8联动；
e.调速电机12将带动转盘8开始高速转动，使牵引钢丝绳7缠绕在转盘8的凹槽中；
f.前拉伸夹具5在牵引钢丝绳7的带动下沿导向凹槽6运动，同时拉动拉伸试样4，使其产生高速变形；
g.与数据采集系统14相连的载荷传感器2将实时记录试样4所受的动态拉伸载荷，激光连续位移测量系统13将同步地记录试样4的伸长量，即试样4与前拉伸夹具5连接端沿导向凹槽6方向的位移；
h.对采集到的载荷、位移数据进行处理，即可得到被拉伸试样4在高速拉伸下的载荷-位移曲线。

Claims (4)

1.一种超弹性材料高速拉伸试验装置，其特征在于，该装置包括调速电机(12)、联轴器(11)、质量盘(10)、离合器(9)、转盘(8)、牵引钢丝绳(7)、导向槽(6)、前拉伸夹具(5)、试样(4)、后拉伸夹具(3)、载荷传感器(2)、支架(1)、连续位移测量系统(13)和数据采集系统(14)，将载荷传感器(2)的一端固定在支架(1)上，另一端与后拉伸夹具(3)固连；前拉伸夹具(5)安装在导向槽(6)内，并能够沿该导向槽运动；导向槽(6)的两侧有连续位移测量系统(13)；调速电机(12)通过联轴器(11)与质量盘(10)的轴一端相连；质量盘(10)轴的另一端通过离合器(9)与转盘(8)相连；牵引钢丝绳(7)的一端与转盘(8)固连，另一端与前拉伸夹具(5)固连；试样安装在前拉伸夹具(5)和后拉伸夹具(3)之间；牵引钢丝绳(7)、前拉伸夹具(5)、试样(4)、后拉伸夹具(3)和载荷传感器(2)的中心线应处在同一水平线上。
2.如权利要求1所述超弹性材料高速拉伸试验装置，其特征在于转盘(8)的圆周表面有凹槽。
3.如权利要求1所述超弹性材料高速拉伸试验装置，其特征在于导向槽(6)被安装在支架(1)的水平板上。
4.一种用于权利要求1所述超弹性材料高速拉伸试验装置的实验方法，其特征在于实验的具体步骤是：
a.安装试样：将试样(4)的两端分别与前拉伸夹具(5)后端和后拉伸夹具(3)前端固连；
b.将后拉伸夹具(3)后端与载荷传感器(2)固连，将前拉伸夹具(5)前端与牵引钢丝绳(7)固连；
c.启动调速电机(12)，并将转速调至实验需要的转速；
d.向离合器(9)发出闭合的指令，使质量盘(10)和转盘(8)联动；
e.调速电机(12)将带动转盘(8)开始高速转动，使牵引钢丝绳(7)缠绕在转盘(8)圆周上的凹槽中；
f.前拉伸夹具(5)在牵引钢丝绳(7)的带动下沿导向槽(6)运动，同时拉动拉伸试样(4)，使其产生高速变形；
g.与数据采集系统(14)相连的载荷传感器(2)将实时记录试样(4)所受的动态拉伸载荷，激光连续位移测试系统13将同步地记录试样(4)的伸长量，即试样(4)与前拉伸夹具(5)连接端沿导向槽(6)方向的位移；
h.对采集到的载荷、位移数据进行处理，即可得到被拉伸试样(4)在高速拉伸下的载荷-位移曲线。
CN2008100175049A 2008-02-04 2008-02-04 一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法 Expired - Fee Related CN101504348B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100175049A CN101504348B (zh) 2008-02-04 2008-02-04 一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100175049A CN101504348B (zh) 2008-02-04 2008-02-04 一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101504348A true CN101504348A (zh) 2009-08-12
CN101504348B CN101504348B (zh) 2011-06-22

Family

ID=40976654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100175049A Expired - Fee Related CN101504348B (zh) 2008-02-04 2008-02-04 一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101504348B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102645378A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 华南理工大学 一种塑料薄膜单滚筒式力学性能拉伸试验方法及其装置
CN102768149A (zh) * 2012-07-17 2012-11-07 清华大学 夹具、具有夹具的超弹性材料力学性能测试装置与方法
CN103884594A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 江苏华凯线束有限公司 一种卧式细线束拉力检测机
CN105067967A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 国网智能电网研究院 大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置
CN105651608A (zh) * 2016-02-29 2016-06-08 中国飞机强度研究所 一种适用于金属材料的应变率动态拉伸载荷间接测试方法
WO2017215208A1 (zh) * 2016-06-17 2017-12-21 中国矿业大学 超深井多层缠绕钢丝绳与卷筒动态接触状态监测装置及方法
CN107664603A (zh) * 2017-10-27 2018-02-06 易瑞博科技（北京）有限公司 高弹性体材料等轴拉伸试验机
CN108760496A (zh) * 2018-05-31 2018-11-06 易瑞博科技（北京）有限公司 渐开线式柔性材料多轴拉伸试验机
CN110082208A (zh) * 2019-05-14 2019-08-02 中国石油大学(北京) 微型sma丝综合性能实验装置
CN111515319A (zh) * 2020-04-19 2020-08-11 金成高 一种用于建筑施工的预应力钢筋拉伸装置
CN113820115A (zh) * 2021-09-24 2021-12-21 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种双轴吊耳疲劳性能测试装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102426140A (zh) * 2011-09-23 2012-04-25 华南理工大学 高应变率下pvb材料的拉伸试验装置及实验方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2490568Y (zh) * 2001-08-07 2002-05-08 上海大学 一种高应变率冲击拉伸试验装置
CN100552424C (zh) * 2006-12-05 2009-10-21 西南交通大学 缸、杆分离式气动直接动态拉伸实验装置
CN201159702Y (zh) * 2008-02-04 2008-12-03 西北工业大学 一种大功率高速拉伸试验装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102645378A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 华南理工大学 一种塑料薄膜单滚筒式力学性能拉伸试验方法及其装置
CN102645378B (zh) * 2012-04-24 2015-06-03 华南理工大学 一种塑料薄膜单滚筒式力学性能拉伸试验方法及其装置
CN102768149A (zh) * 2012-07-17 2012-11-07 清华大学 夹具、具有夹具的超弹性材料力学性能测试装置与方法
CN103884594A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 江苏华凯线束有限公司 一种卧式细线束拉力检测机
CN105067967A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 国网智能电网研究院 大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置
CN105651608A (zh) * 2016-02-29 2016-06-08 中国飞机强度研究所 一种适用于金属材料的应变率动态拉伸载荷间接测试方法
WO2017215208A1 (zh) * 2016-06-17 2017-12-21 中国矿业大学 超深井多层缠绕钢丝绳与卷筒动态接触状态监测装置及方法
AU2016412018B2 (en) * 2016-06-17 2018-10-04 China University Of Mining And Technology Monitoring apparatus and method for dynamic contact state of multi-layer wound wire rope and drum in ultra-deep well
RU2692968C1 (ru) * 2016-06-17 2019-06-28 Китайский Университет Горного Дела И Технологии Прибор и метод контроля динамических напряжений в многослойном витом тросе и барабане в сверхглубокой скважине
CN107664603A (zh) * 2017-10-27 2018-02-06 易瑞博科技（北京）有限公司 高弹性体材料等轴拉伸试验机
CN108760496A (zh) * 2018-05-31 2018-11-06 易瑞博科技（北京）有限公司 渐开线式柔性材料多轴拉伸试验机
CN108760496B (zh) * 2018-05-31 2024-03-29 易瑞博科技（北京）有限公司 渐开线式柔性材料多轴拉伸试验机
CN110082208A (zh) * 2019-05-14 2019-08-02 中国石油大学(北京) 微型sma丝综合性能实验装置
CN111515319A (zh) * 2020-04-19 2020-08-11 金成高 一种用于建筑施工的预应力钢筋拉伸装置
CN113820115A (zh) * 2021-09-24 2021-12-21 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种双轴吊耳疲劳性能测试装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101504348B (zh) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101504348B (zh) 一种超弹性材料高速拉伸试验装置及实验方法
CN101776553B (zh) 土工合成材料双向拉伸蠕变测试仪
CN101216397B (zh) 电梯用钢丝绳弯曲疲劳状态实验台
CN104727354B (zh) 模拟循环载荷下板锚极限动承载力的测试系统
CN103954553A (zh) 监测钢丝绳-摩擦衬垫动态微摩擦状态的试验装置及方法
CN102564939B (zh) 矿井摩擦提升机衬垫滑动摩擦试验机
CN103089018B (zh) 一种精确建立张拉力的预应力钢结构张拉施工方法
CN101430250B (zh) 列车气动性能模拟动模型试验瞬态加速装置
CN108423513B (zh) 电梯限速器动态试验装置
CN104949834B (zh) 一种模拟电梯运行的曳引钢带试验方法及装置
CN107176523B (zh) 电梯安全钳装置测试台及测试方法
CN105151941B (zh) 一种电梯限速器提拉力测试装置及方法
CN104458566A (zh) 一种钢丝绳高速及微动摩擦试验装置
CN110823740A (zh) 线缆测试平台
CN104316424B (zh) 摩擦提升机衬垫摩擦疲劳试验机
CN201159702Y (zh) 一种大功率高速拉伸试验装置
CN104527936A (zh) 一种舷侧起网张力的测试装置
CN205910063U (zh) 一种玻璃绝缘子铁芯拉力测试机
CN111537210B (zh) 横担力学性能试验装置
CN102944394B (zh) 限速器试验装置
CN205003025U (zh) 一种同时多级加载蠕变试验机
CN109682706A (zh) 一种摩擦系数试验设备
CN204964189U (zh) 滑轮传动机构疲劳寿命试验系统
CN209559684U (zh) 一种海缆摩擦系数试验机
CN115031987A (zh) 一种重型传动轴静态花键磨损试验机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110622

Termination date: 20190204