CN104237016A - 高速动态压缩试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高速动态压缩试验装置，包括用于安装测试试件的安装板及用于对试件进行压缩加载的加载机构，加载机构包括用于压缩试件的压板及一端部与压板固定连接的连接杆，该装置还包括与安装板固定连接的卸载机构及与卸载机构相连的底座，卸载机构包括一端部与安装板固定连接的连接导杆、一端部与底座固定连接的卸载杆及与卸载杆的另一端部固定连接的卸载板，底座具有容纳卸载杆和卸载板的空腔及与卸载杆的一端部固定连接的连接板，连接导杆的另一端部穿过连接板而延伸至空腔内与卸载板固定连接，并且连接导杆与连接板能够滑动地设置。本发明可以直接应用在高速拉伸试验机，可以实现低、中、高不同应变率下的动态压缩试验，安全可靠。

Description

高速动态压缩试验装置
技术领域
本发明属于材料力学性能动态测试与表征领域，用于汽车、航空等行业，具体涉及一种高速动态压缩试验装置。
背景技术
高速压缩试验是一种对被测材料试样进行动态加载的试验方法，使用该方法获得不同应变率下的应力、应变等数据是诸如泡沫、高聚物等汽车轻量化材料动态力学行为准确表征的基础。由于相关的试验方法不成熟，行业急缺材料的高应变率压缩试验数据，这直接制约了汽车材料在碰撞载荷作用下的力学性能仿真的精度及汽车新产品的开发进度。因此，通过试验手段获得轻量化材料在压缩应力状态下的动态力学行为是十分必要的。
目前，电子万能试验机可以实现低应变率压缩试验，无法实现中、高应变率（1~1000/s）加载。落锤冲击试验台虽然可以实现高速压缩加载，但由于落锤在冲击过程中速度存在损失，常常导致试验过程中应变率变化较大。目前，全球范围内尚无材料高速应变率压缩的测试标准和规范。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于高速拉伸试验机上的高速动态压缩试验装置，该装置能够用于实现低、中、高不同应变率下的动态压缩试验，安全可靠。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高速动态压缩试验装置，包括用于安装测试试件的安装板及用于对所述试件进行压缩加载的加载机构，所述加载机构包括用于压缩所述试件的压板及一端部与所述压板固定连接的连接杆，所述压缩试验装置还包括与所述安装板固定连接的卸载机构及与所述卸载机构相连的底座，所述卸载机构包括一端部与所述安装板固定连接的连接导杆、一端部与所述底座固定连接的卸载杆及与所述卸载杆的另一端部固定连接的卸载板，所述底座具有容纳所述卸载杆和卸载板的空腔及与所述卸载杆的一端部固定连接的连接板，所述连接导杆的另一端部穿过所述连接板而延伸至所述空腔内与所述卸载板固定连接，并且所述连接导杆与所述连接板能够滑动地设置。
所述底座还具有底板及两端部分别与所述连接板和底板相连的侧板，所述空腔由所述连接板、侧板和底板构成。
所述压缩试验装置还包括一端部位于所述空腔内且与所述底板固定连接的定向导杆，所述定向导杆的另一端部穿过所述连接板而延伸至所述空腔外，所述定向导杆的另一端部还穿过所述压板使得所述压板能够沿所述定向导杆的长度方向滑动。
所述定向导杆的另一端部还穿过所述安装板使得所述安装板能够沿所述定向导杆的长度方向滑动。
所述压板、安装板、连接板和卸载板在所述定向导杆的长度方向依次分布。
所述定向导杆设置有2个，2个所述定向导杆设置在所述试件的相对二侧，所述定向导杆的延伸方向与所述连接导杆的延伸方向相同。
所述连接导杆设置有多个，多个所述连接导杆均匀分布在所述卸载杆的周围。
所述安装板上设置有第一缓冲垫，所述第一缓冲垫位于所述压板和安装板之间，所述连接板上设置有第二缓冲垫，所述第二缓冲垫位于所述连接板和安装板之间。
所述连接板上对应所述卸载杆的位置及所述卸载板上对应所述卸载杆的位置分别设置有卸载杆夹具，所述卸载杆的两端部分别连接在所述卸载杆夹具上，所述卸载杆的对称二侧开设有缺口。
所述安装板上固定连接有安装台，所述试件安装在所述安装台。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的装置具有卸载机构，通过卸载机构保护试验装置，避免损坏设备。
本发明的装置能够与高速拉伸试验机结合使用，可实现低、中、高不同应变率下的动态压缩试验，操作简单。
本发明装置结构简单，制造成本低，安全可靠。
附图说明
图1为本发明高速动态压缩试验装置的立体图；
图2为本发明高速动态压缩试验装置的侧视图；
图3为图2中A-A向的剖视图；
图中：1、连接杆；2、压板；3、试件；4、安装台；5、安装板；6、连接导杆；7、卸载杆；8、卸载板；9、底座；10、连接板；11、侧板；12、空腔；13、定向导杆；14、第一缓冲垫；15、第二缓冲垫；16、缺口；17、底板；18、卸载杆夹具；19、作动器。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步描述：
如附图1~3所示，一种高速动态压缩试验装置，用于高速拉伸试验机，该压缩试件装置包括用于安装测试试件3的安装板5及用于对试件3进行压缩加载的加载机构，加载机构包括用于压缩试件3的压板2及一端部与压板2固定连接的连接杆1，该压缩试验装置还包括与安装板5固定连接的卸载机构及与卸载机构相连的底座9，卸载机构包括一端部与安装板5固定连接的连接导杆6、一端部与底座9固定连接的卸载杆7及与卸载杆7的另一端部固定连接的卸载板8，底座9具有容纳卸载杆7和卸载板8的空腔12及与卸载杆7的一端部固定连接的连接板10，连接导杆6的另一端部穿过连接板10而延伸至空腔12内与卸载板8固定连接，并且连接导杆6与连接板5能够滑动地设置。具体地，连接导杆6设置有多个，如可以设置4个，4个连接导杆6均匀分布在卸载杆8的周围。
底座9还具有底板17及两端部分别与连接板10和底板17相连的侧板11，空腔12有连接板10、侧板11和底板17构成。
本发明的压缩试验装置还包括一端部位于空腔12内且与底板17固定连接的定向导杆13，定向导杆13的另一端部穿过连接板10而延伸至空腔12外，定向导杆13的另一端部还穿过压板2使得压板2能够沿定向导杆13的长度方向滑动。
定向导杆13的另一端部还穿过安装板5使得安装板5能够沿定向导杆13的长度方向滑动。
压板2、安装板5、连接板10和卸载板8在定向导杆13的长度方向依次分布。
本实施例中，定向导杆13设置有2个，2个定向导杆13设置在试件3的相对二侧，定向导杆13的延伸方向与连接杆导杆6的延伸方向相同。
为了防止压板2和安装板5之间、安装板5和连接板10之间的刚性接触冲击而损坏装置及测试系统，在安装板5上设置有第一缓冲垫14，第一缓冲垫14位于压板2和安装板5之间，连接板10上设置有第二缓冲垫15，第二缓冲垫15位于连接板10和安装板5之间。
为了便于卸载杆7的拆卸与安装，在连接板10上对应卸载杆7的位置及卸载板8上对应卸载杆7的位置分别设置有卸载杆夹具18，卸载杆7的两端部分别连接在卸载杆夹具18上。卸载杆7的对称二侧开设有缺口16。
为了便于试件3在安装板5上的安装及拆卸，在安装板5上通过螺栓固定连接一安装台4，试件3通过螺栓连接或粘接的方式安装在安装台4上。
本发明的工作原理：
将底座9的底板17通过螺栓固定连接在高速拉伸试验机的试验台的T型槽内，连接杆1通过螺栓连接在高速拉伸试验机的加载端作动器19上，试件3安装在安装台4上。
试验开始后，高速拉伸试验机的作动器19带动连接杆1和压板2向下运动，从而实现对试件3的动态压缩。当压板2对试件3的压缩作用力至卸载杆7的极限载荷后，卸载杆7断裂，此时安装板10、试件3、连接导杆6、卸载板8、卸载板8上的卸载杆夹具18及连接在卸载板8上的卸载杆夹具18的卸载杆7断裂部分继续往下冲击，第二缓冲垫15可以防止安装板5与底座9的连接板10发生刚性冲击，第一缓冲垫14可以防止压板2下落过程中发生刚性冲击，从而保护设备。
综上所述，本发明高速动态压缩试验装置具有如下优点：
1）本发明压缩试验装置与高速拉伸试验机结合使用，可实现低、中、高不同应变率下的动态压缩试验；
2）本发明压缩试验装置直接通过高速拉伸试验机实现压缩加载，操作简单；
3）本发明压缩试验装置具有卸载机构保护试验机构，避免损坏设备；
4）本发明压缩试验装置结构简单，制造成本低，可靠性高。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高速动态压缩试验装置，包括用于安装测试试件的安装板及用于对所述试件进行压缩加载的加载机构，所述加载机构包括用于压缩所述试件的压板及一端部与所述压板固定连接的连接杆，其特征在于：所述压缩试验装置还包括与所述安装板固定连接的卸载机构及与所述卸载机构相连的底座，所述卸载机构包括一端部与所述安装板固定连接的连接导杆、一端部与所述底座固定连接的卸载杆及与所述卸载杆的另一端部固定连接的卸载板，所述底座具有容纳所述卸载杆和卸载板的空腔及与所述卸载杆的一端部固定连接的连接板，所述连接导杆的另一端部穿过所述连接板而延伸至所述空腔内与所述卸载板固定连接，并且所述连接导杆与所述连接板能够滑动地设置。
2.根据权利要求1所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述底座还具有底板及两端部分别与所述连接板和底板相连的侧板，所述空腔由所述连接板、侧板和底板构成。
3.根据权利要求2所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述压缩试验装置还包括一端部位于所述空腔内且与所述底板固定连接的定向导杆，所述定向导杆的另一端部穿过所述连接板而延伸至所述空腔外，所述定向导杆的另一端部还穿过所述压板使得所述压板能够沿所述定向导杆的长度方向滑动。
4.根据权利要求3所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述定向导杆的另一端部还穿过所述安装板使得所述安装板能够沿所述定向导杆的长度方向滑动。
5.根据权利要求3或4所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述压板、安装板、连接板和卸载板在所述定向导杆的长度方向依次分布。
6.根据权利要求3所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述定向导杆设置有2个，2个所述定向导杆设置在所述试件的相对二侧，所述定向导杆的延伸方向与所述连接导杆的延伸方向相同。
7.根据权利要求1所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述连接导杆设置有多个，多个所述连接导杆均匀分布在所述卸载杆的周围。
8.根据权利要求1所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述安装板上设置有第一缓冲垫，所述第一缓冲垫位于所述压板和安装板之间，所述连接板上设置有第二缓冲垫，所述第二缓冲垫位于所述连接板和安装板之间。
9.根据权利要求1所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述连接板上对应所述卸载杆的位置及所述卸载板上对应所述卸载杆的位置分别设置有卸载杆夹具，所述卸载杆的两端部分别连接在所述卸载杆夹具上，所述卸载杆的对称二侧开设有缺口。
10.根据权利要求1所述的高速动态压缩试验装置，其特征在于：所述安装板上固定连接有安装台，所述试件安装在所述安装台。
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