CN102507341B - 板料凸台抗剪强度测试装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车制造技术领域的板料凸台抗剪强度测试装置，包括：测试架机构以及两块上下设置且接触平面相吻合的滑块组，测试架机构包括：横导轨组和分别设置于其顶部和侧面的竖导轨组和靠板。本发明的结构特征保证在加载过程中，下滑块对试样板料部分的接触面积不断增大，可避免试样出现滑移、松动、倾斜等现象。斜楔机构的滑块组将压力机对装置所施加的竖直方向力转换为对试样的水平方向力，试验时无需夹持试样的凸台部分，从而可以适应不同形状的板料凸台且封闭力系的测试架机构避免压力机承受横向载荷。

Description

板料凸台抗剪强度测试装置

技术领域

本发明涉及的是一种汽车制造技术领域的装置，具体是一种板料凸台抗剪强度测试装置。

背景技术

板料凸台零件在汽车行业有着广泛的运用，如刹车片、座椅调角器的零件上常具有局部凸台特征。凸台一般用于实现定位和装配功能，在使用时需承受一定程度的剪切载荷。因此，定量评价板料凸台零件的力学特性，考量凸台的抗剪能力，有助于合理选择凸台几何尺寸和凸台成形参数，缩短研发周期。

通过对现有技术的文献检索发现，目前常用的抗剪强度测试装置主要适用于圆柱形、方块形等规则试样。其中，实用新型专利“凸台树脂浇注体剪切强度试验装置”(授权号：CN 201653824U，授权公告日：2010.11.24)给出了一种剪切强度试验装置，其适用范围涉及无砟轨道凸台树脂施工领域。此外，实用新型专利“剪切强度测试装置”(申请号：201020033262.5，公告日：2010.11.24)给出了一种剪切强度测试装置，装置的整体结构为C型开环，可以方便地固定受电弓滑板试样，测试受电弓滑板可承受的剪切强度。如果将上述抗剪强度测试装置用于板料凸台这类特殊形状的试样，则存在以下不足：1)无法在装置中有效固定和定位板料凸台；2)无法适应不同板料厚度、不同凸台形状的板料凸台；3)测试装置将使压力机承受横向载荷，影响测试精度；4)测试装置中的重要摩擦副未作特殊考虑。因此，无法稳定、简易、准确地测试板料凸台的抗剪性能。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种板料凸台抗剪强度测试装置，通过实验装置测试凸台的抗剪性能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：测试架机构以及两块上下设置且接触平面相吻合的滑块组，其中：

所述的测试架机构包括：横导轨组和分别设置于其顶部和侧面的竖导轨组和靠板。

所述的测试架机构的一端固定于下底板上，下底板上相对测试架机构固定的另一端设有圆形凹槽以放置板料凸台试样并实现水平固定和定位，该板料凸台试样为带有凸台的圆饼状结构，其中凸台部分在上，圆饼状部分在下。

所述的靠板、横导轨组、竖导轨组与滑块组组成封闭力系，以保证实验装置不对压力机产生横向载荷。

所述的滑块组中的上、下滑块的接触面直接设有防磨板组以减小摩擦，提高实验装置的使用寿命。

所述的接触平面与水平面的夹角为45°～55°。

本装置通过以下方式进行工作：压力机直接作用在上滑块上，使上滑块竖直向下运动。通过上、下滑块之间的斜楔机构(斜楔角为θ)，下滑块作水平运动。压力机对上滑块的竖直方向压力通过斜楔机构转化为试样所受的水平方向剪切力。

试验过程中，通过压力机记录测试过程中的载荷F信息。由公式1可得到剪切力F₁。

$F_1=\frac{F}{\tan \mathrm{\θ}}---\left(1\right)$

测量破坏后的试样尺寸，可获得试样的有效面积A，由公式2可得到剪切应力τ，即为凸台的抗剪强度。

$\mathrm{\τ}=\frac{F_1}{A}---\left(2\right)$

本发明针对现有抗剪强度测试装置的不足，做了如下改进：

a)本发明试样水平放置，通过圆形凹槽保证板料凸台试样水平固定和定位，试样安放简易、稳定性好。

b)本发明的结构特征保证在加载过程中，下滑块对试样板料部分的接触面积不断增大，可避免试样出现滑移、松动、倾斜等现象。

c)本发明通过斜楔机构将压力机对装置所施加的竖直方向力转换为对试样的水平方向力，试验时无需夹持试样的凸台部分，从而可以适应不同形状的板料凸台。

d)本发明在容纳试样的圆形凹槽下面装有高度调节螺钉，通过调节高度调节螺钉，以容纳不同板料厚度的板料凸台试样。

e)本发明通过靠板将整个装置组成封闭力系，避免压力机承受横向载荷。

f)本发明通过上下滑块之间的斜楔机构将压力机竖直方向的运动转换为水平方向的运动，在斜楔的接触面配置防磨板，可有效减小磨损，提高装置的使用寿命。

附图说明

图1板料凸台抗剪强度测试装置的工作原理图。

图2板料凸台抗剪强度测试装置的试样举例(圆柱形凸台)。

图3板料凸台抗剪强度测试装置的立体结构图。

图4板料凸台抗剪强度测试装置的侧剖图。

图5板料凸台抗剪强度测试装置的前剖图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图2所示，本装置检测的板料凸台试样为带有凸台的圆饼状结构，其中凸台部分在上，圆饼状部分在下；凸台形状、尺寸可变。

如图3-图5所示，本装置包括：测试架机构a以及两块上下设置且接触平面3相吻合的滑块组b，其中：

所述的测试架机构a包括：横导轨组8和分别设置于其顶部和侧面的竖导轨组10和靠板1。

所述的测试架机构a的一端固定于下底板9上，下底板9上相对测试架机构固定的另一端设有圆形凹槽11以放置板料凸台试样6并实现水平固定和定位，该板料凸台试样6为带有凸台的圆饼状结构，其中凸台部分在上，圆饼状部分在下。

所述的圆形凹槽11内设有高度调节螺钉7，该高度调节螺钉7的顶部与板料凸台试样6的底部相接触且板料凸台试样6的圆饼状部分的上表面与下底板9的上表面位于同一平面，通过调节高度调节螺钉7，容纳不同厚度的试样6。

所述的靠板1、横导轨组8、竖导轨组10与滑块组b组成封闭力系，以保证实验装置不对压力机产生横向载荷。

所述的接触平面3与水平面的夹角为45°～55°

所述的滑块组b中的上滑块2、下滑块5的接触面12直接设有防磨板组4以减小摩擦，提高实验装置的使用寿命。

所述的滑块组中的下滑块5具体位于横导轨组8之间且其接触面上设有水平凸棱-凹槽结构。

所述的滑块组中的上滑块2具体位于竖导轨组10之间且其接触面上设有竖直凸棱-凹槽结构。

本装置通过以下方式进行工作：将板料凸台抗剪强度测试装置安装在实验压力机上，安装时要保证压力机压头与上滑块2对中。检查测试装置的润滑情况，添加适量润滑剂。将试样6放在测试装置下底板9的圆形凹槽内，调节高度调节螺钉7使试样6圆形板料部分的上表面与下底板的上表面在同一平面内，以保证试样竖直固定和定位。根据试样大小，选择合适的压力机行程和速度，启动压力机。压力机压头作用于上滑块2。竖导轨组10为一对，保证上滑块2作垂直运动。横导轨组8为一对，保证下滑块5作水平运动。通过上滑块2和下滑块5之间的斜楔机构，压力机对上滑块2的垂直方向压力转化为试样所受的水平方向剪切力。斜楔的接触面配置上防磨板3和下防磨板4，以有效减小磨损，提高实验装置的使用寿命。靠板1将整个装置组成封闭力系，避免压力机承受横向载荷。压力机记录载荷F-位移S曲线，由公式1可计算得到剪切力F₁。测量破坏后的试样尺寸，可获得试样的有效面积A，由公式2可计算得到剪切应力τ，即为凸台的抗剪强度。

Claims (4)

1. 一种板料凸台抗剪强度测试装置，其特征在于，包括：测试架机构以及两块上下设置且接触平面相吻合的滑块组，其中：上滑块和下滑块之间设有斜楔机构，压力机对上滑块的垂直方向压力转化为试样所受的水平方向剪切力；

所述的测试架机构包括：横导轨组和分别设置于其顶部和侧面的竖导轨组和靠板；

所述的测试架机构固定于下底板上，下底板上相对测试架机构固定的另一侧设有圆形凹槽以放置板料凸台试样并实现水平固定和定位，该板料凸台试样为带有凸台的圆饼状结构，其中凸台部分在上，圆饼状部分在下；

所述的滑块组中的下滑块具体位于横导轨组之间且其接触面上设有凸棱-凹槽结构；

所述的滑块组中的上滑块具体位于竖导轨组之间且其接触面上设有凸棱-凹槽结构。

2.根据权利要求1所述的板料凸台抗剪强度测试装置，其特征是，所述的圆形凹槽内设有高度调节螺钉，该高度调节螺钉的顶部与板料凸台试样的底部相接触且板料凸台试样的圆饼状部分的上表面与下底板的上表面位于同一平面，通过调节高度调节螺钉，容纳不同厚度的试样。

3.根据权利要求1所述的板料凸台抗剪强度测试装置，其特征是，所述的接触平面与水平面的夹角为45°~55°。

4.根据权利要求1所述的板料凸台抗剪强度测试装置，其特征是，所述的滑块组中的上、下滑块的接触面直接设有防磨板组以减小摩擦。

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