CN112082847A - 一种用于动载荷与自然环境条件耦合的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动载荷与自然环境条件耦合的试验装置。该动载荷与自然环境条件耦合的试验装置包括工作台、驱动机构和载荷支架，驱动机构和载荷支架安装在工作台上，工作台上还设置有用于安装试验件的安装位，载荷支架与驱动机构驱动连接，并在驱动机构的驱动作用下往复运动，载荷支架放置在试验件上，用于在放置载荷后对试验件进行测试。根据本发明的动载荷与自然环境条件耦合的试验装置，使材料试验件能够在更接近实际服役工作条件下进行测试，体现出材料的实际性能。
Description
技术领域
本发明属于试验设备技术领域，具体而言，涉及一种用于动载荷与自然环境条件耦合的试验装置。
背景技术
动载荷与自然环境条件耦合的试验是一种评定材料耐磨与环境适应性能的方法，材料置于自然环境条件中经受各种环境因素的综合作用，之后在材料上施加不同的载荷，通过载荷的往复运动，观测其性能随时间而发生变化的试验。试验时试验件不能直接放在地面上，试验件距离地面大于0.5米。
现有的试验装置多为静载荷的，一般是在实验室测试材料的摩擦系数和耐磨性以后，再进行自然环境条件下的环境适应性试验，环境适应性试验的试验装置一般都为静载荷，施加一定的或压、或拉、或弯曲的固定力，此种试验装置并不能完全模拟材料的实际服役工作条件。
发明内容
本发明旨在提供一种用于动载荷与自然环境条件耦合的试验装置，使材料试验件能够在更接近实际服役工作条件下进行测试，更能体现出材料的实际性能。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种动载荷与自然环境条件耦合的试验装置，包括工作台、驱动机构和载荷支架，驱动机构和载荷支架安装在工作台上，工作台上还设置有用于安装试验件的安装位，载荷支架与驱动机构驱动连接，并在驱动机构的驱动作用下往复运动，载荷支架放置在试验件上，用于在放置载荷后对试验件进行测试。
优选地，驱动机构为伺服电机，伺服电机用于为载荷往复运动提供动力来源，并记录每次往复运动输出的力的大小。
优选地，试验装置还包括环境记录装置，环境记录装置用于记录试验装置所处地点的环境参数。
优选地，试验装置还包括数据传输装置，数据传输装置分别电气连接至驱动机构和环境记录装置，并输出驱动机构与环境记录装置所记录的数据。
优选地，工作台上设置有多个安装接口。
优选地，载荷支架的高度可以调节。
优选地，驱动机构、载荷支架、环境记录装置和数据传输装置均可拆卸地安装在工作台上。
优选地，工作台的工作面高度大于或等于0.5m。
优选地，工作台包括支撑台和设置在支撑台底部的支撑柱，支撑柱设置在支撑台的四角。
优选地，支撑柱的高度能够调节。
本发明的有益效果：
本发明的动载荷与自然环境条件耦合的试验装置，能够在试验件上施加不同的载荷，并通过载荷的往复运动，实现动载荷试验，并可以有效观察试验件性能随时间而发生变化的试验，因此能够使材料试验件在更接近实际服役工作条件下进行测试，体现出材料的实际性能。
附图说明
图1示意性示出了本发明实施例的动载荷与自然环境条件耦合的试验装置的工作台的立体结构图。
图2示意性示出了本发明实施例的动载荷与自然环境条件耦合的试验装置的载荷支架的立体结构图；
图3示意性示出了本发明实施例的动载荷与自然环境条件耦合的试验装置的立体结构图。
1、工作台；2、驱动机构；3、载荷支架；4、环境记录装置；5、数据传输装置；6、支撑台；7、支撑柱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合本附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。需要强调，此处描述的具体实施例仅用于更好的阐述本发明，为本发明部分实施例，而非全部实施例，所以并不用作限定本发明。此外，下面描述的本发明实施例中涉及的技术特征，只要彼此间未构成冲突，即可以相互组合。
结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，动载荷与自然环境条件耦合的试验装置包括工作台1、驱动机构2和载荷支架3，驱动机构2和载荷支架3安装在工作台1上。工作台1上还设置有用于安装试验件的安装位，载荷支架3与驱动机构2驱动连接，并在驱动机构2的驱动作用下往复运动。载荷支架3放置在试验件上，用于在放置载荷后对试验件进行测试。
本发明的动载荷与自然环境条件耦合的试验，是材料耐磨与环境适应性能的一种评定方法，材料试验件置于自然环境条件中经受各种环境因素的综合作用，然后在材料试验件上施加不同的载荷，通过载荷的往复运动实现动载荷试验，可以有效观察试验件性能随时间而发生变化的试验，因此能够使材料试验件在更接近实际服役工作条件下进行测试，体现出材料的实际性能。
如图1和图2所示，工作台1包括支撑台6和设置在支撑台6底部的支撑柱7，支撑柱7设置在支撑台6的四角。在本实施例中，工作台1为一个焊接结构件，支撑柱7焊接固定在支撑台6的底部，使得工作台1形成稳定的支撑结构。
工作台1的工作面高度大于或等于0.5m，能够使得材料试验件的高度距离地面高度大于或者等于0.5m，提高测试结果的准确性和可靠性，也方便测试者进行操作。
支撑柱7的高度能够调节，能够调节工作台1的高度，更好地满足试验件的测试需要。在本实施例中，支撑柱7可以通过伸缩缸例如气缸或者液压缸与支撑台6实现连接，从而能够通过调节伸缩缸的伸缩高度实现对支撑台6的高度调节。
驱动机构2为伺服电机，伺服电机用于为载荷往复运动提供动力来源，并记录每次往复运动输出的力的大小。
载荷支架3作为载荷的更换与调节支架，载荷置于载荷支架3上，可以根据需要调节载荷，实现不同载荷下的试验件性能测试。可调载荷支架与伺服电机连接，实现载荷的往复运动。
试验装置还包括环境记录装置4，用于记录试验装置所处地点的环境参数，从而能够使得当前试验件的试验数据与该试验进行时的环境参数进行匹配，为分析所考核材料的环境适应性提供准确的环境数据。
试验装置还包括数据传输装置5，数据传输装置5分别电气连接至驱动机构2和环境记录装置4，并输出驱动机构2与环境记录装置4所记录的数据。工作台1上设置有多个安装接口，能够满足多个装置的安装要求。
载荷支架3的高度可调，根据需要调节载荷支架3的高度，从而适应不同试验件的测试要求。载荷支架3的高度可以通过伸缩缸进行调节，也可以采用其他方式进行调节。
可调载荷支架装载所要求的载荷以后，放置在工作台1的试验件上面，可调载荷支架与伺服电机连接后，可以在试验件上进行往复运动，形成试验所需的动载荷。伺服电机可以通过螺杆传动机构与载荷支架3实现连接，实现对载荷支架3的往复运动调节，伺服电机与螺杆传动机构形成伺服驱动机构。
驱动机构2、载荷支架3、环境记录装置4和数据传输装置5均可拆卸地安装在工作台1上。在本实施例中，驱动机构2、载荷支架3、环境记录装置4和数据传输装置5均以螺钉固定的方式与工作台1之间实现连接，从而确保试验过程中的结构稳定性要求。
上述的动载荷与自然环境条件耦合的试验装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)将所需要的载荷安装固定在可调载荷支架3上；
(2)将试验件安装固定在工作台1的试验件安装位置；
(3)将可调载荷支架3放置在试验件上，并与伺服驱动机构2连接好，各部位无卡滞；
(4)将本试验装置放置在所需的自然环境条件下，接通市电；
(5)调节伺服驱动机构的驱动力与往复运动时间间隔，开启环境记录装置4与数据传输装置5，定期传输数据，本试验装置开始进行试验；
(6)伺服驱动机构的驱动力达到规定值、或者达到规定的试验时间以后，试验装置停止试验，试验过程结束。
以上所述仅是本发明的优选应用实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种动载荷与自然环境条件耦合的试验装置，其特征在于，包括工作台(1)、驱动机构(2)和载荷支架(3)，所述驱动机构(2)和所述载荷支架(3)安装在所述工作台(1)上，所述工作台(1)上还设置有用于安装试验件的安装位，所述载荷支架(3)与所述驱动机构(2)驱动连接，并在所述驱动机构(2)的驱动作用下往复运动，所述载荷支架(3)放置在试验件上，用于在放置载荷后对试验件进行测试。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述驱动机构(2)为伺服电机，所述伺服电机用于为载荷往复运动提供动力来源，并记录每次往复运动输出的力的大小。
3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括环境记录装置(4)，所述环境记录装置(4)用于记录试验装置所处地点的环境参数。
4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括数据传输装置(5)，所述数据传输装置(5)分别电气连接至所述驱动机构(2)和所述环境记录装置(4)，并输出所述驱动机构(2)与所述环境记录装置(4)所记录的数据。
5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述工作台(1)上设置有多个安装接口。
6.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述载荷支架(3)的高度可以调节。
7.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述驱动机构(2)、载荷支架(3)、环境记录装置(4)和数据传输装置(5)均可拆卸地安装在所述工作台(1)上。
8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述工作台(1)的工作面高度大于或等于0.5m。
9.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述工作台(1)包括支撑台(6)和设置在所述支撑台(6)底部的支撑柱(7)，所述支撑柱(7)设置在所述支撑台(6)的四角。
10.根据权利要求9所述的试验装置，其特征在于，所述支撑柱(7)的高度能够调节。
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