CN102680323A - 一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置 - Google Patents

一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102680323A
CN102680323A CN2012101874418A CN201210187441A CN102680323A CN 102680323 A CN102680323 A CN 102680323A CN 2012101874418 A CN2012101874418 A CN 2012101874418A CN 201210187441 A CN201210187441 A CN 201210187441A CN 102680323 A CN102680323 A CN 102680323A
Authority
CN
China
Prior art keywords
end cover
connecting element
field coil
iron core
hex bolts
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
CN2012101874418A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102680323B (zh
Inventor
孙凌玉
陈卫卫
马付俊
李伟
冷鼎新
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.)
Beijing Hangshu Vehicle Data Institute Co ltd
Original Assignee
Beihang 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 Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN201210187441.8A priority Critical patent/CN102680323B/zh
Publication of CN102680323A publication Critical patent/CN102680323A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102680323B publication Critical patent/CN102680323B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置,包括:上连接件、加载端铁心、六角螺栓、上端盖、第一励磁线圈、第二励磁线圈、L型铁心、下端盖、六角螺栓和下连接件;上连接件通过自身螺纹与加载端铁心相连;加载端铁心处于左右对称的上端盖之间;上端盖通过六角螺栓与L型铁心相连;第一励磁线圈与第二励磁线圈沿中心轴上下各放置一个;下端盖通过六角螺栓与L型铁心相连;下连接件通过自身螺纹与下端盖相连;该装置整体通过上连接件和下连接件与万能试验机连接;本发明通过调节磁场强度和更换夹具来进行不同磁场下磁敏弹性体磁致伸缩、拉压及剪切特性的通用试验,它在铁磁复合材料力磁耦合参数及其特性测量技术领域里具有良好的应用前景。

Description

一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置
(一)技术领域
本发明涉及一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置,具体涉及一种基于力-磁耦合原理测试材料磁致力学特性的磁场发生、力学加载及测量装置,它主要用于磁敏弹性体在不同大小磁场中磁致伸缩、磁致拉压及磁致剪切特性的测量。属于铁磁复合材料力磁耦合参数及其特性测量技术领域。
(二)背景技术
目前,无论材料在磁场中的磁学特性还是在结构场中的力学特性测试技术均已发展成熟,各类磁学测试仪器(高斯计等)及力学测试仪器(万能试验机等)都已产品化。但是对材料力磁耦合行为的研究尚不够深入,相应研究力磁耦合效应的试验设备和仪器十分缺少。在文献中曾经出现过的少量自制力磁测试设备均存在各类缺陷,比如:成本高、通用性差和测试仪器易受电磁场干扰等。
(三)发明内容
1、发明目的:
本发明的目的是提供一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置,它是一种在具体试验中通过调节磁场强度和更换夹具来进行不同磁场下磁敏弹性体磁致伸缩、磁致拉压及磁致剪切特性的通用试验装置。
2、技术方案:
本发明一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置,如图1(a)、图1(b)所示,该装置包括以下部件:上连接件1、加载端铁心2、六角螺栓3、上端盖4、第一励磁线圈5、第二励磁线圈6、L型铁心7、下端盖8、六角螺栓9和下连接件10。它们之间的位置连接关系是:上连接件1通过自身螺纹与加载端铁心2相连;加载端铁心2处于左右对称的上端盖4之间;上端盖4通过六角螺栓3与L型铁心7相连;第一励磁线圈5与第二励磁线圈6沿中心轴上下各放置一个;下端盖8通过六角螺栓9与L型铁心7相连;下连接件10通过自身螺纹与下端盖8相连;该装置整体通过上连接件1和下连接件10与万能试验机连接。
所述上连接件1为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件,是不导磁件;
所述加载端铁心2为长方体构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,拉压与剪切试验中采用不同加载端铁心2;
所述六角螺栓3为按需选购的标准件,数量为前后各一、左右对称共四件;
所述上端盖4为开有螺栓连接孔的长方体构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,数量为左右对称的两件,拉压与剪切试验中采用不同上端盖4;
所述第一励磁线圈5为自制件,由漆包铜导线绕制;
所述第二励磁线圈6为自制件,由漆包铜导线绕制;
所述L型铁心7为长方形截面L型件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,数量为左右对称的两件;
所述下端盖8为开有螺栓连接孔的“T”字型或倒“凸”字型长方形截面构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,拉压与剪切试验中采用不同下端盖8;
所述六角螺栓9为标准件,数量为前后各一、左右对称共四件;
所述下连接件10为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件,是不导磁件。
本发明的工作原理及流程如下:首先,将上连接件1和下连接件10与万能试验机连接;磁致伸缩工况如图1(a)所示,磁敏弹性体试件放置于下端盖8之上,对第一励磁线圈5及第二励磁线圈6通电,在磁敏弹性体试件区域产生均匀磁场,测试磁敏弹性体试件在磁场作用下的变形参数;拉压工况如图1(a)所示,磁敏弹性体试件连接于加载端铁心2与下端盖8之间,对第一励磁线圈5及第二励磁线圈6通电,在磁敏弹性体试件区域产生均匀磁场,通过加载端铁心2对磁敏弹性体试件施加拉压载荷,并进行相关测量;剪切工况如图1(b)所示,两个相同尺寸磁敏弹性体试件左右对称连接于加载端铁心2与上端盖4之间,对第一励磁线圈5及第二励磁线圈6通电,在磁敏弹性体试件区域产生均匀磁场,通过加载端铁心2对磁敏弹性体试件施加剪切载荷,并进行相关测量。
本发明将磁致伸缩、磁致拉压模量及磁致剪切模量的测量集成到一个结构简单、操作方便的平台中,将传统力学测试设备与磁学测试设备相连接,形成一个具有通用性的磁敏弹性体力磁耦合效应测试试验装置。
3、优点及功效:本发明一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置,其优点如下:
1.将磁场发生装置与专用夹具结合为一体,和传统力磁耦合测试装置相比结构简单、体积小、重量轻。
2.与传统力学试验设备(万能试验机等)的连接通过改变上下连接件形式及尺寸即可,费用更低,使用更方便。
3.将磁致伸缩、磁致拉压模量及磁致剪切模量的测量集成到同一平台上,减少试验设备费用。
4.本发明结构紧凑且尺寸适中,可方便的放置于恒温箱和电磁屏蔽箱等结构中,满足不同试验条件。
总之,该装置能够进行磁致伸缩、磁致拉压模量及磁致剪切模量的测量,并能满足不同试验条件的要求,兼具通用性与易用性。
(四)附图说明
图1(a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试示意图。
图1(b)是磁致剪切模量测试示意图。
图2(a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试加载端铁心示意图。
图2(b)是磁致剪切模量测试加载端铁心示意图。
图3(a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试上端盖示意图。
图3(b)是磁致剪切模量测试上端盖示意图。
图4(a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试下端盖示意图。
图4(b)是磁致剪切模量测试下端盖示意图。
图5(a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试磁路示意图。
图5(b)是磁致剪切模量测试磁路示意图。
图中符号说明如下:1-上连接件、2-加载端铁心、3-六角螺栓、4-上端盖、5-第一励磁线圈、6-第二励磁线圈、7-L型铁心、8-下端盖、9-六角螺栓、10-下连接件。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步阐述:
见图1(a)、图1(b),本发明一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置,该装置主要包括:上连接件1、加载端铁心2、六角螺栓3、上端盖4、第一励磁线圈5、第二励磁线圈6、L型铁心7、下端盖8、六角螺栓9和下连接件10。它们之间的位置连接关系是:上连接件1通过自身螺纹与加载端铁心2相连;加载端铁心2处于左右对称的上端盖4之间;上端盖4通过六角螺栓3与L型铁心7相连;第一励磁线圈5与第二励磁线圈6沿中心轴上下各放置一个;下端盖8通过六角螺栓9与L型铁心7相连;下连接件10通过自身螺纹与下端盖8相连;该装置整体通过上连接件1和下连接件10与万能试验机连接。
所述上连接件1为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件,是不导磁件;
所述加载端铁心2为长方体构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,拉压与剪切试验中采用不同加载端铁心2;拉压试验采用图2(a)所示加载端铁心2,剪切试验采用图2(b)所示加载端铁心2;
所述六角螺栓3为标准件,数量为前后各一、左右对称共四件;
所述上端盖4为开有螺栓连接孔的长方体构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,数量为左右对称的两件,拉压与剪切试验中采用不同上端盖4;拉压试验采用图3(a)所示上端盖4,剪切试验中采用图3(b)所示上端盖4;
所述第一励磁线圈5为自制件,由漆包铜导线绕制;
所述第二励磁线圈6为自制件,由漆包铜导线绕制;
所述L型铁心7为长方形截面L型件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,数量为左右对称的两件;
所述下端盖8为开有螺栓连接孔的“T”字型或倒“凸”字型长方形截面构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率均很高的材料,拉压与剪切试验中采用不同下端盖8;拉压试验采用图4(a)所示下端盖8,剪切试验中采用图4(b)所示下端盖8;
所述六角螺栓9为标准件,数量为前后各一、左右对称共四件;
所述下连接件10为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件,是不导磁件。
如图1(a)、(b)、图2(a)、(b)所示,本发明所涉及的种测试磁敏弹性体力学性能的通用试验装置通过上连接件1和下连接件10与万能试验机连接。磁致伸缩工况如图1(a)所示,磁敏弹性体试件放置于下端盖8之上,对第一励磁线圈5及第二励磁线圈6通电,在磁敏弹性体试件区域产生均匀磁场,测试磁敏弹性体试件在磁场作用下的变形参数;拉压工况如图1(a)所示,磁敏弹性体试件连接于加载端铁心2与下端盖8之间,对第一励磁线圈5及第二励磁线圈6通电,在磁敏弹性体试件区域产生均匀磁场,通过加载端铁心2对磁敏弹性体试件施加拉压载荷,并进行相关测量;剪切工况如图1(b)所示,两个相同尺寸磁敏弹性体试件左右对称连接于加载端铁心2与上端盖4之间,对第一励磁线圈5及第二励磁线圈6通电,在磁敏弹性体试件区域产生均匀磁场,通过加载端铁心2对磁敏弹性体试件施加剪切载荷,并进行相关测量。图5(a)是磁致伸缩及磁致拉压模量测试磁路示意图,图5(b)是磁致剪切模量测试磁路示意图。
本发明按照设想实施特例进行了说明,但不局限于上述实例,凡是符合本发明的思路,采用相似结构及材料替换的方法所获得的技术方案,都属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置,其特征在于:该装置包括:上连接件(1)、加载端铁心(2)、六角螺栓(3)、上端盖(4)、第一励磁线圈(5)、第二励磁线圈(6)、L型铁心(7)、下端盖(8)、六角螺栓(9)和下连接件(10);上连接件(1)通过自身螺纹与加载端铁心(2)相连;加载端铁心(2)处于左右对称的上端盖(4)之间;上端盖(4)通过六角螺栓(3)与L型铁心(7)相连;第一励磁线圈(5)与第二励磁线圈(6)沿中心轴上下各放置一个;下端盖(8)通过六角螺栓(9)与L型铁心(7)相连;下连接件(10)通过自身螺纹与下端盖(8)相连;该装置整体通过上连接件(1)和下连接件(10)与万能试验机连接;
所述上连接件(1)为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件,是不导磁件;
所述加载端铁心(2)为长方体构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料,拉压与剪切试验中采用不同加载端铁心(2);
所述六角螺栓(3)为按需选购的标准件,数量为前后各一、左右对称共四件;
所述上端盖(4)为开有螺栓连接孔的长方体构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料,数量为左右对称的两件,拉压与剪切试验中采用不同上端盖(4);
所述第一励磁线圈(5)为自制件,由漆包铜导线绕制;
所述第二励磁线圈(6)为自制件,由漆包铜导线绕制;
所述L型铁心(7)为长方形截面L型件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料,数量为左右对称的两件;
所述下端盖(8)为开有螺栓连接孔的“T”字型或倒“凸”字型长方形截面构件,材料选择电工纯铁或其他强度及导磁率高的材料,拉压与剪切试验中采用不同下端盖(8);
所述六角螺栓(9)为标准件,数量为前后各一、左右对称共四件;
所述下连接件(10)为带螺纹和定位销孔的阶梯轴铝合金件,是不导磁件。
CN201210187441.8A 2012-06-07 2012-06-07 一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置 Expired - Fee Related CN102680323B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210187441.8A CN102680323B (zh) 2012-06-07 2012-06-07 一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210187441.8A CN102680323B (zh) 2012-06-07 2012-06-07 一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102680323A true CN102680323A (zh) 2012-09-19
CN102680323B CN102680323B (zh) 2014-01-01

Family

ID=46812587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210187441.8A Expired - Fee Related CN102680323B (zh) 2012-06-07 2012-06-07 一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102680323B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103558569A (zh) * 2013-10-30 2014-02-05 河北工业大学 一种磁致伸缩材料磁特性测试仪
CN103776697A (zh) * 2013-11-01 2014-05-07 武汉科技大学 新型磁控形状记忆合金多场耦合力学性能测试平台
CN105628494A (zh) * 2016-01-27 2016-06-01 北京航空航天大学 一种带磁场发生器的测试磁敏弹性体冲击剪切特性的夹具
CN108387780A (zh) * 2018-02-05 2018-08-10 重庆邮电大学 可控磁场下磁敏器件的压阻/剪阻性能的测试装置
CN108760788A (zh) * 2018-05-30 2018-11-06 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种原位力-磁耦合实验装置和实验方法
CN115046842A (zh) * 2022-04-13 2022-09-13 上海大学 一种磁场环境下的动态力学分析测试方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3927558A (en) * 1972-10-11 1975-12-23 Centre Rech Metallurgique Determination of properties of metals
EP1178298A2 (en) * 2000-08-03 2002-02-06 Symyx Technologies, Inc. Rheometer for rapidly measuring small quantity samples
CN1696704A (zh) * 2005-05-24 2005-11-16 北京交通大学 力、电、磁耦合试验测量装置
CN201173910Y (zh) * 2008-04-02 2008-12-31 吉林大学 利用脉冲电磁场测量铁磁材料内应力的装置
CN102410915A (zh) * 2011-07-27 2012-04-11 周其斗 一种电磁激振轴系加载装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3927558A (en) * 1972-10-11 1975-12-23 Centre Rech Metallurgique Determination of properties of metals
EP1178298A2 (en) * 2000-08-03 2002-02-06 Symyx Technologies, Inc. Rheometer for rapidly measuring small quantity samples
CN1696704A (zh) * 2005-05-24 2005-11-16 北京交通大学 力、电、磁耦合试验测量装置
CN201173910Y (zh) * 2008-04-02 2008-12-31 吉林大学 利用脉冲电磁场测量铁磁材料内应力的装置
CN102410915A (zh) * 2011-07-27 2012-04-11 周其斗 一种电磁激振轴系加载装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103558569A (zh) * 2013-10-30 2014-02-05 河北工业大学 一种磁致伸缩材料磁特性测试仪
CN103558569B (zh) * 2013-10-30 2015-12-23 河北工业大学 一种磁致伸缩材料磁特性测试仪
CN103776697A (zh) * 2013-11-01 2014-05-07 武汉科技大学 新型磁控形状记忆合金多场耦合力学性能测试平台
CN103776697B (zh) * 2013-11-01 2016-03-02 武汉科技大学 新型磁控形状记忆合金多场耦合力学性能测试平台
CN105628494A (zh) * 2016-01-27 2016-06-01 北京航空航天大学 一种带磁场发生器的测试磁敏弹性体冲击剪切特性的夹具
CN108387780A (zh) * 2018-02-05 2018-08-10 重庆邮电大学 可控磁场下磁敏器件的压阻/剪阻性能的测试装置
CN108760788A (zh) * 2018-05-30 2018-11-06 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种原位力-磁耦合实验装置和实验方法
CN115046842A (zh) * 2022-04-13 2022-09-13 上海大学 一种磁场环境下的动态力学分析测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102680323B (zh) 2014-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102680323B (zh) 一种测试磁敏弹性体磁致力学性能的通用试验装置
Tian et al. Sensing capabilities of graphite based MR elastomers
Kellogg et al. Experimental investigation of Terfenol-D's elastic modulus
Song et al. Significant power enhancement of magneto-mechano-electric generators by magnetic flux concentration
CN102025288B (zh) 具有恒力输出的超磁致伸缩执行器及控制方法
CN104019950B (zh) 一种测试飞机油箱振动疲劳性能的试验系统
Duan et al. Steel stress monitoring sensor based on elasto-magnetic effect and using magneto-electric laminated composite
CN101118277B (zh) 磁致伸缩材料动态参数测试系统
CN108709906A (zh) 一种磁控形状记忆合金材料驱动特性测试平台及测试方法
CN104019968A (zh) 一种测试螺旋桨叶疲劳性能的试验系统
CN102437784A (zh) 一种基于磁弹性材料的电磁式微驱动器
Tian et al. Study of magnetorheology and sensing capabilities of MR elastomers
Sun et al. Testing device and experimental investigation to influencing factors of Magnetorheological fluid
CN204116148U (zh) 高速动态压缩试验装置
CN109870258A (zh) 一种平面任意残余应力的仪器化球形压入检测方法
KR101463685B1 (ko) 금속 및 플라스틱 재료의 표면상태 검사 장치
CN103674783A (zh) 双线圈磁流变液性能测试装置
CN207742019U (zh) 一种应力腐蚀试验用应力加载支架
Stachowiak The influence of magnetic bias and prestress on magnetostriction characteristics of a giant magnetostrictive actuator
CN102680335B (zh) 一种测试磁敏弹性体冲击性能的试验装置
Becnel et al. Demonstration of combined shear and squeeze strengthening modes in a searle-type magnetorheometer
CN104198282A (zh) 力磁电多场耦合测量系统
CN210401047U (zh) 高频复合电子万能试验机
CN101520302B (zh) 一种超细钨丝直径的测量方法及其测量装置
CN113670812A (zh) 一种研究frp布与混凝土界面粘结性能的加载装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Sun Lingyu

Inventor after: Chen Weiwei

Inventor after: Ma Fujun

Inventor after: Li Wei

Inventor after: Leng Dingxin

Inventor before: Sun Lingyu

Inventor before: Chen Weiwei

Inventor before: Ma Fujun

Inventor before: Li Wei

Inventor before: Leng Dingxin

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200213

Address after: 201715 room g-020, No. 588, zhangliantang Road, Liantang Town, Qingpu District, Shanghai

Patentee after: Shanghai Jinfeng Environmental Technology Co.,Ltd.

Address before: 100191 Haidian District, Xueyuan Road, No. 37,

Patentee before: BEIHANG University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210706

Address after: 281 Lane 3455, Zhongchun Road, Minhang District, Shanghai 201108

Patentee after: Zhou Xudong

Address before: 201715 room g-020, 588 zhangliantang Road, Liantang Town, Qingpu District, Shanghai

Patentee before: Shanghai Jinfeng Environmental Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211109

Address after: 100000 907, South Office, floor 9, No. 3, Chongwenmenwai Street, Dongcheng District, Beijing

Patentee after: BEIJING HANGSHU VEHICLE DATA INSTITUTE Co.,Ltd.

Address before: 281 Lane 3455, Zhongchun Road, Minhang District, Shanghai 201108

Patentee before: Zhou Xudong

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: 20140101