CN109580359A - 一种材料多向平面应力状态测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种材料多向平面应力状态测试装置，包括上压头、支架、环形滑轨和若干的拉伸机构，所述的环形滑轨固定在支架的顶部，所述的上压头位于环形滑轨的中心的上方，所述的拉伸机构均匀的分布在环形滑轨上，所述的拉伸机构的一端均与环形滑轨活动连接，且拉伸机构的另一端均与上压头相接；所述的上压头上设有压力面，所述的压力面为圆锥面，所述的压力面位于上压头的侧面，所述的支撑杆的一端均与压力面相接。本发明所述的一种材料多向平面应力状态测试装置，可以通过调节滑轨在环形导轨上的滑动及选择任意数量及角度的夹持位置，满足不同平面多向应力加载状态要求，对材料复杂多向平面应力状态进行测试。

Description

一种材料多向平面应力状态测试装置
技术领域
本发明属于材料拉伸测试设备领域，尤其是涉及一种材料多向平面应力状态测试装置。
背景技术
目前，材料测试中主要有单向应力状态和双向应力状态测试，对于复杂多向平面应力状态都无法直接实测。但随着测试精度要求的提升，复杂测试工况的需求越来越多，复杂多向平面应力工况成为材料复杂工况测试的必然要求。所以原有测试机构无法满足复杂平面多向平面应力状态测试。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种材料多向平面应力状态测试装置，以对板状材料复杂多向平面应力状态进行直接测试。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种材料多向平面应力状态测试装置，包括上压头、支架、环形滑轨和若干的拉伸机构，所述的环形滑轨固定在支架的顶部，所述的上压头位于环形滑轨的中心的上方，所述的拉伸机构均匀的分布在环形滑轨上，所述的拉伸机构的一端均与环形滑轨活动连接，且拉伸机构的另一端均与上压头相接；
所述的拉伸机构包括调节滑轨和支撑杆，所述的调节滑轨固定在所述的环形滑轨上，所述的支撑杆的一端与调节滑轨滑动连接，且支撑杆的另一端与所述的上压头相接，所述的支撑杆倾斜设置；
所述的上压头上设有压力面，所述的压力面为圆锥面，所述的压力面位于上压头的侧面，所述的支撑杆的一端均与压力面相接。
进一步的，所述的支撑杆上设有滑块，所述的滑块固定在支撑杆的底部，所述的滑块与所述的调节滑轨滑动连接。
进一步的，所述的滑块上设有连接架，所述的连接架固定在滑块的一端，所述的连接架位于所述的环形滑轨的内侧。
进一步的，所述的支撑杆的一端设有转轮，所述的转轮与支撑杆转动连接，所述的转轮与所述的上压头相接。
进一步的，所述的支架上设有反射镜，所述的反射镜位于环形滑轨的中心的下方。
进一步的，所述的反射镜倾斜设置。
进一步的，所述的调节滑轨套在所述的环形滑轨的外侧，所述的调节滑轨的一端设有固定卡扣，所述的固定卡扣与调节滑轨的端部固定连接。
进一步的，所述的固定卡扣的端部与所述的调节滑轨的端部均设有固定块，所述的固定块之间通过螺栓连接。
进一步的，所述的环形滑轨上设有刻度线。
相对于现有技术，本发明所述的一种材料多向平面应力状态测试装置具有以下优势：
本发明所述的一种材料多向平面应力状态测试装置，可以通过调节滑轨在环形导轨上的滑动及选择任意数量及角度的夹持位置，满足不同平面多向应力加载状态要求，对材料复杂多向平面应力状态进行测试。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的测试装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的测试装置的主视图；
图3为本发明实施例所述的拉伸机构的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的拉伸机构的主视图；
图5为本发明实施例所述的支架的结构示意图。
附图标记说明：
1、上压头；11、压力面；2、支架；3、环形滑轨；31、刻度线；4、拉伸机构；41、调节滑轨；411、固定卡扣；412、固定块；42、支撑杆；421、滑块；4211、连接架；422、转轮；5、反射镜；6、样件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-5所示，一种材料多向平面应力状态测试装置，包括上压头1、支架2、环形滑轨3和若干的拉伸机构4，所述的环形滑轨3固定在支架2的顶部，所述的上压头1位于环形滑轨3的中心的上方，所述的拉伸机构4均匀的分布在环形滑轨3上，所述的拉伸机构4的一端均与环形滑轨3活动连接，且拉伸机构4的另一端均与上压头1相接；
所述的拉伸机构4包括调节滑轨41和支撑杆42，所述的调节滑轨41固定在所述的环形滑轨3上，所述的支撑杆42的一端与调节滑轨41滑动连接，且支撑杆42的另一端与所述的上压头1相接，所述的支撑杆42倾斜设置；调节滑轨41的数量以及其在环形导轨上的夹持角度均可以调整，满足不同平面多向应力加载状态要求，对材料复杂多向平面应力状态进行测试。
所述的上压头1上设有压力面11，所述的压力面11为圆锥面，所述的压力面11位于上压头1的侧面，所述的支撑杆42的一端均与压力面11相接。
所述的支撑杆42上设有滑块421，所述的滑块421固定在支撑杆42的底部，所述的滑块421与所述的调节滑轨41滑动连接。
所述的滑块421上设有连接架4211，所述的连接架4211固定在滑块421的一端，所述的连接架4211位于所述的环形滑轨3的内侧。连接架4211随着滑块421运动，连接架4211上设有螺栓孔，用于将样件6通过螺栓固定在连接架4211上。
所述的支撑杆42的一端设有转轮422，所述的转轮422与支撑杆42转动连接，所述的转轮422与所述的上压头1相接。上压头1下压时，与转轮422接触，推动转轮422转动，同时推动支撑杆42作动，转轮422的设置能够有效减小上压头1下压时对支撑杆42的摩擦力。
所述的支架2上设有反射镜5，所述的反射镜5位于环形滑轨3的中心的下方。
所述的反射镜5倾斜设置。操作人员通过反射镜5便于随时观察样件6的变形状态。
所述的调节滑轨41套在所述的环形滑轨3的外侧，所述的调节滑轨41的一端设有固定卡扣411，所述的固定卡扣411与调节滑轨41的端部固定连接。
所述的固定卡扣411的端部与所述的调节滑轨41的端部均设有固定块412，所述的固定块412之间通过螺栓连接。固定卡扣411与调节滑轨41之间通过螺栓连接，便于固定和拆卸调节滑轨41，也方便移动调节滑轨41的位置，满足不同平面多向应力加载状态要求。
所述的环形滑轨3上设有刻度线31。刻度线31便于在移动调节滑轨41时读取角度值，进而保证调节滑轨41之间的角度一致。
工作时，上压头1连接作动设备及载荷传感器；依照测试要求选定相应数量的拉伸机构4，参照环形滑轨3上的刻度线31确定相应位置后利用螺栓将调节滑轨41固定，之后利用螺栓将样件6与连接架4211固定连接。测试过程中，作动端带动上压头1作动，上压头1的压力面11通过转轮422和支撑杆42推动滑块421延放射向且向外作动，滑块421通过连接架4211拉伸样件6，通过反射镜5观察并记录样件6变化过程，样件6断裂后试验完成。
上压头1的压力面11与水平面的夹角为θ，拉伸机构4的数量为n，样件6各作动端水平载荷为P，上压头1的作用载荷为F，则可得：
进而计算出样件6各作动端的水平载荷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：包括上压头、支架、环形滑轨和若干的拉伸机构，所述的环形滑轨固定在支架的顶部，所述的上压头位于环形滑轨的中心的上方，所述的拉伸机构均匀的分布在环形滑轨上，所述的拉伸机构的一端均与环形滑轨活动连接，且拉伸机构的另一端均与上压头相接；
所述的拉伸机构包括调节滑轨和支撑杆，所述的调节滑轨固定在所述的环形滑轨上，所述的支撑杆的一端与调节滑轨滑动连接，且支撑杆的另一端与所述的上压头相接，所述的支撑杆倾斜设置；
所述的上压头上设有压力面，所述的压力面为圆锥面，所述的压力面位于上压头的侧面，所述的支撑杆的一端均与压力面相接。
2.根据权利要求1所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的支撑杆上设有滑块，所述的滑块固定在支撑杆的底部，所述的滑块与所述的调节滑轨滑动连接。
3.根据权利要求2所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的滑块上设有连接架，所述的连接架固定在滑块的一端，所述的连接架位于所述的环形滑轨的内侧。
4.根据权利要求1所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的支撑杆的一端设有转轮，所述的转轮与支撑杆转动连接，所述的转轮与所述的上压头相接。
5.根据权利要求1所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的支架上设有反射镜，所述的反射镜位于环形滑轨的中心的下方。
6.根据权利要求5所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的反射镜倾斜设置。
7.根据权利要求1所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的调节滑轨套在所述的环形滑轨的外侧，所述的调节滑轨的一端设有固定卡扣，所述的固定卡扣与调节滑轨的端部固定连接。
8.根据权利要求7所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的固定卡扣的端部与所述的调节滑轨的端部均设有固定块，所述的固定块之间通过螺栓连接。
9.根据权利要求1所述的材料多向平面应力状态测试装置，其特征在于：所述的环形滑轨上设有刻度线。
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