CN111610112A - 非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于非标准试件失效分析领域,提供了一种非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置及方法。其中,非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置包括夹持部,其包括支撑板,所述支撑板可在水平面内转动,且当支撑板转动到设定角度后固定不动;所述支撑板上设置有夹具,夹具用于夹持非标准失效结构件试样;冲击部,其用于对位于与其同一水平线上且由所述加持部夹持的非标准失效结构件试样提供冲击力;所述冲击部与夹持部之间的距离可调。
Description
技术领域
本发明属于非标准试件失效分析领域,尤其涉及一种非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
冲击试验是用于测定金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能,从而判断材料在动负荷作用下的质量状况。常规的金属材料冲击试验需要将材料制作成符合要求的标准试样,再利用商用的冲击试验机进行测试,经冲击试验获得材料冲击性能参数的同时,发生冲击断裂的试样也可以进行断口观察,以研究材料的断裂性质、夹杂物分布等特征。国家标准GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》中规定:金属材料标准尺寸冲击试样长度为55mm,横截面为10mm×10mm方形截面。
冲击试验及所获得的冲击试样断口在结构件的失效分析过程中也非常重要。然而,在金属结构件失效分析领域,需要进行分析的结构件已被加工成特定的不规则形状。发明人发现,由于出现失效行为的结构件或已经发生断裂、腐蚀、磨损,或已经发生局部变形,因而大多数情况下无法取出标准试样,也就无法利用商用冲击试验机进行材料的冲击性能检测及获取冲击试样的断口。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置及方法,其能够对非标准试件进行冲击性能分析试验,提高了试件试验的效率,为失效分析提供有效分析样本。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的第一个方面提供一种非标准试件的冲击性能分析试验装置。
一种非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,包括:
夹持部,其包括支撑板,所述支撑板可在水平面内转动,且当支撑板转动到设定角度后固定不动;所述支撑板上设置有夹具,夹具用于夹持非标准失效结构件试样;
冲击部,其用于对位于与其同一水平线上且由所述加持部夹持的非标准失效结构件试样提供冲击力;所述冲击部与夹持部之间的距离可调。
本发明的第二个方面提供一种非标准试件的冲击性能分析试验装置的试验方法。
一种失效结构件非标准试样的冲击性能分析试验装置的试验方法,包括:
将夹持非标准失效结构件试样利用夹具夹持在支撑板上;
根据非标准失效结构件试样的形状,调整支撑板的角度,使得支撑板转动到设定角度后固定不动;
调整冲击部与夹持部之间的距离,以及调整夹持部的高度以使得夹持部与冲击部位于同一水平线上;
利用冲击部对位置调整后的非标准失效结构件试样进行冲击试验。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明利用夹具夹持非标准失效结构件试样,而且将夹具设置在支撑板,支撑板可在水平面内转动,而且利用冲击部对位于与其同一水平线上且由所述加持部夹持的非标准失效结构件试样提供冲击力,避免了制作标准件的复杂工序或是无法取出标准件,而延迟冲击试验时间,无法对非标准失效结构件试样直接进行冲击试验的问题,对非标准试件直接进行冲击性能分析试验,提高了试件试验的效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书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。
图1是本发明实施例的一种非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置结构示意图;
图2是本发明实施例的经冲击性能分析试验装置试验后的宏观形貌;
图3是本发明实施例的经冲击性能分析试验装置试验后的断口形貌。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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,只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本发明中任一部件或元件,不能理解为对本发明的限制。
本发明中,术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解,表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义,不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,本实施例的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,包括夹持部和冲击部。
在具体实施中,夹持部包括支撑板1,所述支撑板1可在水平面内任意角度转动,且当支撑板转动到设定角度后固定不动;所述支撑板1上设置有夹具2,夹具2用于夹持非标准失效结构件试样。
其中,支撑板为圆盘形或是方形或是矩形等等,其形状不限。
为了能够调整冲击部与夹持部之间的距离,所述夹持部设置在水平导轨上且可沿水平导轨运动。
此处需要说明的是,在其他实施例中,为了使得冲击部与夹持部之间的距离可调,也可采用其他结构,比如:冲击部与夹持部均设置在底座上,底座上设置有滑槽,冲击部与夹持部的底部均设置在滑槽内,且均可沿滑槽相对移动。
而且为了更加直观地衡量冲击部与夹持部之间的距离,在水平导轨上还设置有标尺。
在具体实施中,所述夹持部设置在第一支撑杆3上,第一支撑杆3设置在水平导轨4上,所述夹持部在第一支撑杆3上的高度可调。
在一种实施方式中,所述支撑板1与第一支撑杆3之间活动连接,支撑板1可绕第一支撑杆3在水平面内转动,当支撑板1转动到设定角度后,支撑板1与第一支撑杆3固定不动。
在另一种实施方式中,所述支撑板1与第一支撑杆3之间固定连接,第一支撑杆1与水平导轨4的连接端绕第一支撑杆3的中心轴线任意角度转动,当第一支撑杆3带动支撑板1转动到设定角度后,第一支撑杆3的转动角度维持不变。
此处需要说明的是,夹具为三维夹具,其结构为现有结构。
三维夹具可用于对片状、条状等非标准不规则金属试样进行夹持。
在具体实施中,冲击部用于对位于与其同一水平线上且由所述加持部夹持的非标准失效结构件试样提供冲击力;所述冲击部与夹持部之间的距离可调。
具体地,所述冲击部包括第二支撑杆5,所述第二支撑杆5上连接冲击锤6,所述冲击锤与驱动机构相连,所述驱动机构与控制器相连,所述控制器用于控制驱动机构产生水平方向的冲击力从而带动冲击锤对同等高度的非标准失效结构件试样进行冲击试验。
其中,驱动机构可采用驱动电机或是其他现有的驱动机构。
控制器可采用FPGA或是其他可编程逻辑器件来实现。
可以理解的是,在其他实施例中,冲击部还可采用弹簧冲击装置来实现,具体地,弹簧的一端固定于第二支撑杆上,弹簧的另一端与冲击锤链接,冲击锤头半径可设置为预设大小,比如为2mm,整个弹簧冲击装置保持水平。弹簧静止时为收紧状态,利用弹簧装置控制器来控制弹簧触发,使冲击锤冲击需测试的样品。
例如:弹簧的伸缩量与冲击力的大小相关,也就是利用控制器来控制弹簧伸缩量,进一步来控制冲击力大小。在试验过程中,弹簧的冲击力值设成1000N到10000N,冲击锤半径2mm。具体能量值选择要根据非标准试样的材质、机械性能、几何形状厚度等参数进行选择。
为了避免冲击心性能分析试验装置对操作者造成身体威胁,所述冲击部和夹持部均设置在保护网内部。
本实施例的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置的试验方法,包括:
将夹持非标准失效结构件试样利用夹具夹持在支撑板上;
根据非标准失效结构件试样的形状,调整支撑板的角度,使得支撑板转动到设定角度后固定不动;
调整冲击部与夹持部之间的距离,以及调整夹持部的高度以使得夹持部与冲击部位于同一水平线上;
利用冲击部对位置调整后的非标准失效结构件试样进行冲击试验。
其中,结构件失效分析非标准金属试样经该装置冲击后断裂的宏观形貌,如图2所示;结构件失效分析非标准金属试样断裂后断口的形貌,如图3所示。
本实施例利用夹具夹持非标准失效结构件试样,而且将夹具设置在支撑板,支撑板可在水平面内转动,而且利用冲击部对位于与其同一水平线上且由所述加持部夹持的非标准失效结构件试样提供冲击力,避免了制作标准件的复杂工序或是无法取出标准件,而延迟冲击试验时间,无法对非标准失效结构件试样直接进行冲击试验的问题,对非标准试件直接进行冲击性能分析试验,提高了试件试验的效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,包括:
夹持部,其包括支撑板,所述支撑板可在水平面内转动,且当支撑板转动到设定角度后固定不动;所述支撑板上设置有夹具,夹具用于夹持非标准失效结构件试样;
冲击部,其用于对位于与其同一水平线上且由所述加持部夹持的非标准失效结构件试样提供冲击力;所述冲击部与夹持部之间的距离可调。
2.如权利要求1所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述夹持部设置在水平导轨上且可沿水平导轨运动,以调整冲击部与夹持部之间的距离。
3.如权利要求2所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述水平导轨上还设置有标尺。
4.如权利要求2所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述夹持部设置在第一支撑杆上,第一支撑杆设置在水平导轨上,所述夹持部在第一支撑杆上的高度可调。
5.如权利要求4所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述支撑板与第一支撑杆之间活动连接,支撑板可绕第一支撑杆在水平面内转动,当支撑板转动到设定角度后,支撑板与第一支撑杆固定不动。
6.如权利要求4所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述支撑板与第一支撑杆之间固定连接,第一支撑杆与水平导轨的连接端绕第一支撑杆的中心轴线任意角度转动,当第一支撑杆带动支撑板转动到设定角度后,第一支撑杆的转动角度维持不变。
7.如权利要求1所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述冲击部包括第二支撑杆,所述第二支撑杆上连接冲击锤,所述冲击锤与驱动机构相连,所述驱动机构与控制器相连,所述控制器用于控制驱动机构产生水平方向的冲击力从而带动冲击锤对同等高度的非标准失效结构件试样进行冲击试验。
8.如权利要求1所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述夹具为三维夹具。
9.如权利要求1所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置,其特征在于,所述冲击部和夹持部均设置在保护网内部。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的非标准失效结构件试样的冲击性能分析试验装置的试验方法,其特征在于,包括:
将夹持非标准失效结构件试样利用夹具夹持在支撑板上;
根据非标准失效结构件试样的形状,调整支撑板的角度,使得支撑板转动到设定角度后固定不动;
调整冲击部与夹持部之间的距离,以及调整夹持部的高度以使得夹持部与冲击部位于同一水平线上;
利用冲击部对位置调整后的非标准失效结构件试样进行冲击试验。
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