CN102095647B - 一种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，包括底座，该底座长度方向设有平行相对设置的左夹具组件和右夹具组件，右夹具组件固定在一滑块上，滑块嵌设在具有凹形结构的固定块上，固定块固定在底座上，滑块能在固定块上滑动使右夹具组件靠近或远离左夹具组件；固定块和滑块之间设有调节左、右夹具组件之间距离的拉杆；左夹具组件固定在芯子上，芯子通过第二轨道组件固定在底座上，且芯子能通过第二轨道组件在底座的长度方向上自由滑动。该装置通过合理的结构设计，不仅在薄板简单剪切试验中更稳定测量，而且其能够灵活调节夹持板材的夹头之间的距离，使试验测试数据更准确，为研究薄板在复杂加载状态下的力学性能提供解决方法。
Description
技术领域
本发明属于薄板力学性能测试技术领域，涉及一种薄板力学性能测试的装置，尤其是一种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置。
背景技术
近年来，随着薄板材料在工业制造中的广泛应用，研究薄板在不同加载状态下的力学性能，对全面认识其力学性质、使其更好的应用于工程实际具有非常重要的意义。
研究薄板的包申格效应和正交加载下的力学性质等时，都需要对薄板进行压缩试验，而由于薄板本身的特性，其无法进行正常的压缩试验；经研究发现，可以用薄板简单剪切试验间接地来代替压缩试验。
简单剪切加载时，一般使用矩形板料，其左右部分被夹持固定住，然后两部分作相对剪切运动，在其剪切运动过程中，板料中间变形部分的宽度不发生变化。由于简单剪切加载的特性，薄板中间变形区域会产生侧向力，破坏简单剪切的条件；另外，薄板被夹持固定部位很容易产生倾斜和侧滑，并且传统的测量方法无法准确测出剪切产生的应力和应变，需要先进的光学测量装置。
基于以上原因，国内在薄板简单剪切加载下的力学性能测试方面的研究相当少，这就制约了对薄板力学性能全面准确的研究。
本发明能很好的解决薄板简单剪切加载试验所遇到的问题，为研究薄板在复杂加载状态下的力学性能提供了解决方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置。该装置通过合理的结构设计，不仅在薄板简单剪切试验中更稳定测量，而且其能够灵活调节夹持板材的夹头之间的距离，使试验测试数据更准确，为研究薄板在复杂加载状态下的力学性能提供解决方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，包括底座，所述底座的长度方向上设有平行相对设置的左夹具组件和右夹具组件，所述右夹具组件固定在一滑块上，所述滑块嵌设在具有凹形结构的固定块上，所述固定块固定在所述底座上，所述滑块能在固定块上滑动使右夹具组件靠近或远离左夹具组件；所述固定块和滑块之间设有调节左、右夹具组件之间距离的拉杆；所述左夹具组件固定在芯子上，所述芯子通过轨道组件固定在所述底座上，且芯子能通过轨道组件在所述底座的长度方向上自由滑动。
上述底座呈矩形敞口的盒状，所述轨道组件包括设置于底座两侧壁内侧的V型轨道槽、设置在芯子两侧的V型凸边，所述芯子两侧的V型凸边分别嵌设在底座两边内侧的V型轨道槽上。
上述芯子的外端和底座的后端分别固定有模柄组件，所述模柄组件由压板以及固定在压板后端的模柄组成。
上述芯子为一块矩形板，矩形板上开设有用于避开所述固定块的半开槽，所述半开槽的一侧设有固定所述左夹具组件的左夹具凹口。
上述左夹具组件或右夹具组件由夹具体组件支承座、夹具体组件盖板和板料夹头组成，所述板料夹头由上锯齿件和下锯齿件组成；所述夹具体组件支承座和夹具体组件盖板上下配合，在夹具体组件支承座和夹具体组件盖板之间的接触面中部相对设有凹槽，所述板料夹头的上锯齿件和下锯齿件分别固定在夹具体组件支承座和夹具体组件盖板的凹槽内，且上锯齿件和下锯齿件的锯齿相对。
上述固定块的凹口内两侧壁上设有V型凹槽，所述滑块上与所述固定块的V型凹槽对应设置有V形凸起，所述滑块通过V形凸起安装在固定块凹口的V型凹槽上。
本发明具有以下有益效果：
1)在本发明中，与所述左夹具体组件相连的芯子由安装于所述底座上的轨道组件进行导向，保证了剪切过程中薄板产生的侧向力不会使芯子移动从而破坏了简单剪切加载的条件，因此提高了薄板简单剪切加载下力学性能试验过程的准确性。
2)在本发明中，固定块和右夹具组件上安装有拉杆，可用来调节左、右夹具组件之间的距离，从而达到改变薄板变形区域的大小的目的，实现了试验试件厚度方向尺寸的系列性，因此可以更全面的研究薄板在简单剪切加载状态下的力学性能。
3)本发明中，所述左、右夹具体组件分别通过底座和芯子上与拉伸试验机相连，从而保证了简单剪切加载试验过程的平稳性与可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为夹具体组件的结构示意图；
图3为拉杆的结构示意图。
其中，1是底座，2是芯子，3是固定块，4是滑块，5是拉杆，6是左夹具体组件，7是右夹具体组件，8是模柄压板，9是模柄，10是半开槽，11是左夹具凹口，12是V型轨道槽，13为V型凸边，671是夹具体组件支承座，672是夹具体组件盖板，673是板料夹头，674是上锯齿件，675是下锯齿件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明的该种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，包括一呈矩形敞口的盒状底座1，在底座1的长度方向(即轴向)上设有平行相对设置的左夹具组件6和右夹具组件7，其中左夹具组件6和右夹具组件7之间的缝隙顺着所述底座1的轴向。
右夹具组件7被固定在滑块4上可以随滑块4一起运动，而滑块4嵌设在具有凹形结构的固定块3上，且如图所示滑块4整个处于固定块3的凹口内，固定块3固定在底座1上。固定块3的凹口相当于一个导轨，滑块4可以在固定块3的凹口上滑动用以驱动右夹具组件7靠近或远离左夹具组件6，从而使左、右夹具组件6、5之间的缝隙缩小或增大。固定块3和右夹具组件7之间设有用于调节左、右夹具组件6、5之间距离的拉杆5(如图3)，拉杆5的安装方式为：在固定块3的凹口底部设有螺纹通孔，拉杆5通过螺纹配合设置在该螺纹通孔上，并且拉杆5的内端头呈半球状，该半球状的端部伸入至右夹具组件7的外壁上，并且与右夹具组件7采用圆榫接头的形式连接。
在本发明的较佳实施例中，为了提高滑块4在固定块3的凹口内的稳定性和滑动精度，在固定块3的凹口内两侧壁上设有V型凹槽，在滑块4上与固定块3的V型凹槽对应设置有V形凸起，滑块4是通过V形凸起安装在固定块3凹口的V型凹槽上的。
本发明的左夹具组件6固定在芯子2上，芯子2通过轨道组件固定在底座1上，且芯子2能通过轨道组件在底座1的长度方向上自由滑动。所述芯子2为一块矩形板，在矩形板上开设有避开固定块3的半开槽10，半开槽10的一侧设有固定所述左夹具组件6的左夹具凹口11。芯子2与底座1之间的轨道组件包括设置于底座1两边内侧的V型轨道槽12、设置在芯子2两侧的V型凸边13，所述芯子2两侧的V型凸边13分别嵌设在底座1两边内侧的V型轨道槽12上。
为了使该装置能够安装到拉伸机上，在芯子2的外端和底座1的后端分别固定有模柄组件，该模柄组件由压板8以及固定在压板8后端的模柄9组成。
参见图2，用于夹住被测板的左夹具组件6或右夹具组件7的结构相同，均由夹具体组件支承座671、夹具体组件盖板672和板料夹头673组成，其中板料夹头673由上锯齿件674和下锯齿件675组成，夹具体组件支承座671和夹具体组件盖板672上下配合，并且通过螺栓紧固。在夹具体组件支承座671和夹具体组件盖板672之间的接触面中部相对设有凹槽，板料夹头673的上锯齿件674和下锯齿件675分别固定在夹具体组件支承座671和夹具体组件盖板672的凹槽内，且上锯齿件674和下锯齿件675的锯齿相对。
本发明在试验时，将该装置的两个模柄9分别与拉伸试验机的夹头准确相连；调节拉伸试验机的运动使得左、右夹具体组件6、7的板料夹头673相互水平对齐；旋转拉杆5调节右夹具体组件7的位置，确定左右夹具体组件上的板料夹头673之间的距离，即确定简单剪切加载下薄板变形区域的大小；将左、右夹具体组件6、7的盖板672卸掉，把切割好的薄板试样准确放在板料夹头673的上锯齿件674和下锯齿件675之间，然后把左、右夹具体组件6、7的两个盖板672的螺钉组用扭力扳手拧紧，拧紧时要确保各个螺钉所受的力大小要均匀；操作拉伸试验机的运动进行试验。
在本发明中，所述左、右夹具体组件中分别有板料夹头，该板料夹头由上下对齐的两个锯齿件组成，分别固定于支承座和盖板上，通过旋紧盖板的螺钉组，向下产生压力从而夹紧薄板；由于板料夹头是两个锯齿件组合，增大了摩擦力，所以能防止在试验过程中薄板发生倾斜、松动甚至滑移，从而保证了简单剪切加载下力学性能试验过程的可靠性和结果的准确性。
Claims (6)
1.一种用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的长度方向上设有平行相对设置的左夹具组件（6）和右夹具组件（7），所述右夹具组件（7）固定在一滑块（4）上，所述滑块（4）嵌设在具有凹形结构的固定块（3）上，所述固定块（3）固定在所述底座（1）上，所述滑块（4）能在固定块（3）上滑动使右夹具组件（7）靠近或远离左夹具组件（6）；所述固定块和滑块（4）之间设有调节左、右夹具组件（6、7）之间距离的拉杆（5）；所述左夹具组件（6）固定在芯子（2）上，所述芯子（2）通过轨道组件固定在所述底座（1）上，且芯子（2）能通过轨道组件在所述底座（1）的长度方向上自由滑动。
2.根据权利要求1所述的用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，其特征在于：所述底座（1）呈矩形敞口的盒状，所述轨道组件包括设置于底座（1）两侧壁内侧的V型轨道槽（12）、设置在芯子（2）两侧的V型凸边（13），所述芯子（2）两侧的V型凸边分别嵌设在底座（1）两侧壁内侧的V型轨道槽上。
3.根据权利要求2所述的用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，其特征在于：所述芯子（2）的外端和底座（1）的后端分别固定有模柄组件，所述模柄组件由压板（8）以及固定在压板（8）后端的模柄（9）组成。
4.根据权利要求1或2所述的用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，其特征在于：所述芯子（2）为一块矩形板，矩形板上开设有用于避开所述固定块（3）的半开槽（10），所述半开槽（10）的一侧设有固定所述左夹具组件（6）的左夹具凹口（11）。
5.根据权利要求1所述的用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，其特征在于：所述左夹具组件（6）或右夹具组件（7）由夹具体组件支承座（671）、夹具体组件盖板（672）和板料夹头（673）组成，所述板料夹头（673）由上锯齿件（674）和下锯齿件（675）组成；所述夹具体组件支承座（671）和夹具体组件盖板（672）上下配合，在夹具体组件支承座（671）和夹具体组件盖板（672）之间的接触面中部相对设有凹槽，所述板料夹头（673）的上锯齿件（674）和下锯齿件（675）分别固定在夹具体组件盖板（672）和夹具体组件支承座（671）的凹槽内，且上锯齿件（674）和下锯齿件（675）的锯齿相对。
6.根据权利要求1所述的用于薄板简单剪切加载下力学性能测试的装置，其特征在于：所述固定块（3）的凹口内两侧壁上设有V型凹槽，所述滑块（4）上与所述固定块（3）的V型凹槽对应设置有V形凸起，所述滑块（4）通过V形凸起安装在固定块（3）凹口的V型凹槽上。
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