CN101865738B - 接触应力分布检测装置 - Google Patents
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Abstract
接触应力分布检测装置，包括上工作台、下工作台、气动振动器和和球形压头模块，所述上、下工作台上均开有对角长条型槽，通过固定螺栓连接固定，所述上、下工作台上均开有用于安装气动振动器的一字型阵列孔，所述上工作台正对球形压头模块的位置开有用于安装平面试样的圆型孔；所述球形压头模块包括球形压头，所述球形压头安装在保持架上端并与平面试样接触，所述保持架下端贴合有用于测量球形压头模块的振动压力的压力传感器并与压力传感器一并垂直安装在下工作台的十字型阵列孔上。本发明的有益效果在于：结构简单、易于制造和安装；组合性能好，满足多变性需求；减少了因振动造成的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种接触应力分布检测装置，尤其针对通过热弹性效应来检测旋转体接触处应力状态的应力状态检测装置。
背景技术
目前，应力分布检测正被广泛的用于解决结构与材料设计的实际问题。如工程系统中的关键零部件在使用过程中，其内部的应力状态会直接影响到材料的性能和使用寿命，因此，应力分布的检测是一项值得重视的工作。
应力分布相关检测方法有磁记忆检测方法、光弹性贴片法、光纤光栅法、表面声波弹性应力检测法、X射线衍射法等。这些方法对检测对象、精度、实时性、便捷性都有一定的限制。随着红外探测技术与先进的信号处理技术迅速发展，使得热弹性应力分析变成检测材料与结构的性能的一种有效方法。接触应力分布检测装置是热弹性应力分析系统的重要组成部分。它是安装试样，确保检测数据可靠性，和系统高效稳定运行的主要单元。鉴于接触应力分布检测装置在热弹性应力分析系统中的重要地位，设计和开发一种高效、稳定的接触应力分布检测装置是一项十分有意义的工作。
发明内容
为了确保热弹性应力分析系统检测数据的可靠性和高效稳定运行，本发明提供了一种独立控制、高效稳定运行和适用于热弹性应力分析系统的接触应力分布检测装置。
本发明采用的技术方案是：
接触应力分布检测装置，其特征在于：包括上工作台、下工作台、气动振动器和和球形压头模块，所述上、下工作台上均开有对角长条型槽，通过固定螺栓连接固定，所述上、下工作台上均开有用于安装气动振动器的一字型阵列孔，所述上工作台正对球形压头模块的位置开有用于安装平面试样的圆型孔；所述球形压头模块包括球形压头，所述球形压头安装在保持架上端并与平面试样接触，所述保持架下端贴合有用于测量球形压头模块的振动压力的压力传感器并与压力传感器一并垂直安装在下工作台的十字型阵列孔上。
进一步，所述气动振动器安装在下工作台的一字型阵列孔上，所述上工作台正对气动振动器的位置开有接入与气动振动器的进气孔和排气孔连接的进排气管的方型孔。
或者，所述气动振动器安装在上工作台的一字型阵列孔上。
进一步，所述上、下工作台中的对角长条型槽的宽度均大于上、下工作台固定螺栓的直径。
本发明可与气泵、热探测器和热应力检测控制模块等相连接，形成一个完整的热应力分析系统。
所述平面试样为不同材质属性、不同尺寸规格的长方体和圆柱体，其接触面需光滑。
本发明的技术构思为：
球形压头模块垂直居中安装于下工作台上，同时模块中的压力传感器给予参考信号用于接触区红外热图的同步获取。在上工作台与球形压头接触处有一个圆型孔，圆型孔是用来安装平面试样。试样一面与球形压头接触处，另一面接受红外探测器检测。为了确保球形压头的振动幅值，振动器尽可能安装于下工作台接近球形压头模块的八个阵列孔相应位置处。振动器是由气泵来驱动。在上工作台上开有一个正方形孔，以便振动器的进排气管接入。振动器工作振动下工作台，从而带动球形压头对试样进行动态有序的加载。为避免振动干扰，上、下工作台通过各自的螺栓和对角长条型槽采用独立方式固定。上、下工作台上的四条对角长条型槽设计是用于上、下工作台强度调整、防振动干扰和平台安装。
本发明的有益效果在于：结构简单、易于制造和安装；组合性能好，满足多变性需求；装置工作过程中，实现上下工作台独立控制，减少了因振动造成的干扰；提供一种能避免应力分布检测平台振动干扰和平面试样快速安装检测的方法；避免检测时接触区域受振动干扰的严重影响，很有科学意义和应用价值。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明上工作台结构示意图。
图3是本发明下工作台结构示意图。
图4是本发明中球形压头模块结构示意图。
图5是本发明在热应力分布检测平台应用示意图。
具体实施方式
实施例一
参照图1-4，接触应力分布检测装置，包括上工作台1、下工作台9、气动振动器12和和球形压头模块，所述上工作台1、下工作台9上均开有对角长条型槽3、10，通过固定螺栓4、8连接固定，所述上工作台1、下工作台9上均开有用于安装气动振动器12的一字型阵列孔2、11，所述上工作台1正对球形压头模块的位置开有用于安装平面试样的圆型孔16；所述球形压头模块包括球形压头5，所述球形压头5安装在保持架6上端并与平面试样接触，所述保持架6下端贴合有用于测量球形压头模块的振动压力的压力传感器7并与压力传感器7一并垂直安装在下工作台9的十字型阵列孔17上。
所述气动振动器12安装在下工作台9的一字型阵列孔11上，所述上工作台1正对气动振动器12的位置开有接入与气动振动器12的进气孔14和排气孔15连接的进排气管的方型孔13。
所述上工作台1、下工作台9中的对角长条型槽3、10的宽度均大于上工作台1、下工作台9固定螺栓4、8的直径。
参照图5，本发明可与气泵、热探测器和热应力检测控制模块等相连接，形成一个完整的热应力分析系统。
所述平面试样为不同材质属性、不同尺寸规格的长方体和圆柱体，其接触面需光滑。
本发明的技术构思为：
球形压头模块垂直居中安装于下工作台9上，同时模块中的压力传感器7给予参考信号用于接触区红外热图的同步获取。在上工作台1与球形压头5接触处有一个圆型孔16，圆型孔16是用来安装平面试样。试样一面与球形压头5接触处，另一面接受红外探测器检测。为了确保球形压头5的振动幅值，振动器12尽可能安装于下工作台1接近球形压头模块的八个阵列孔11相应位置处。振动器12是由气泵来驱动。在上工作台1上开有一个方型孔13，以便振动器12的进排气管接入。振动器12工作振动下工作台9，从而带动球形压头5对试样进行动态有序的加载。为避免振动干扰，上工作台1、下工作台9通过各自的螺栓和对角长条型槽采用独立方式固定。上工作台1、下工作台9上的四条对角长条型槽设计是用于上工作台1、下工作台9强度调整、防振动干扰和平台安装。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处在于所述气动振动器12安装在上工作台1的一字型阵列孔2上。其余结构和功能都相同。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (4)
1.接触应力分布检测装置，其特征在于：包括上工作台、下工作台、气动振动器和球形压头模块，所述上、下工作台上均开有对角长条型槽，通过固定螺栓连接固定，所述上、下工作台上均开有用于安装气动振动器的一字型阵列孔，所述上工作台正对球形压头模块的位置开有用于安装平面试样的圆型孔；所述球形压头模块包括球形压头，所述球形压头安装在保持架上端并与平面试样接触，所述保持架下端贴合有用于测量球形压头模块的振动压力的压力传感器并与压力传感器一并垂直安装在下工作台的十字型阵列孔上。
2.根据权利要求1所述的接触应力分布检测装置，其特征在于：所述气动振动器安装在下工作台的一字型阵列孔上，所述上工作台正对气动振动器的位置开有接入与气动振动器的进气孔和排气孔连接的进排气管的方型孔。
3.根据权利要求1所述的接触应力分布检测装置，其特征在于：所述气动振动器安装在上工作台的一字型阵列孔上。
4.根据权利要求2或3所述的接触应力分布检测装置，其特征在于：所述上、下工作台中的对角长条型槽的宽度均大于上、下工作台固定螺栓的直径。
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