CN112284698B - 对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法，装置包括加载板结构、连接结构、弹性结构和扭转板结构，加载板结构包括第一加载板和第二加载板，两者之间具有夹角；连接结构包括第一连接杆以及第二连接杆，第一连接杆和第二连接杆分别用于连接于静态万能试验机上；弹性结构包括两个第一弹性板、以及两个第二弹性板；扭转板结构包括第一扭转板和第二扭转板，第一扭转板和第二扭转板之间用于连接试样；第一连接杆、第二连接杆、第一加载板、第二加载板、试样的中心线同轴设置，第一扭转板和第二扭转板、两第一弹性板、两第二弹性板均沿着中心线对称设置，在静态万能试验机上实现在试样上施加对称的较大幅度的扭转载荷。

Description

对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法

技术领域

本发明涉及材料试样及零部件扭转试验技术领域，特别涉及对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法。

背景技术

材料试样及零部件在进行扭转试验时，一般需要在专用的扭转(疲劳)试验设备上进行试验，这种专用的扭转试验设备价格昂贵，设备试验时的能耗大，设备维护费用高，试验周期长，试验装置复杂。现有技术在进行扭转试验时，没有形成交叉施力，不具备形成交叉施力结构的启示，现有技术中施力力臂臂长不相等无法对称布置的问题，能够实现对试样扭转载荷的对称加载。

发明内容

本发明实施例提供对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法，以解决相关技术中现有技术中施力力臂臂长不相等无法对称布置的问题，能够实现对试样大幅度扭转载荷的对称静态加载。

第一方面，本发明提供对称加载扭转试验装置，包括加载板结构、连接结构、弹性结构和扭转板结构，加载板结构包括间隔并等长设置的第一加载板和第二加载板，所述第一加载板的长度延伸方向与所述第二加载板的长度延伸方向之间具有夹角；连接结构包括设于所述第一加载板顶面中部的第一连接杆、以及设于所述第二加载板底面中部的第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆分别用于连接于静态万能试验机上；弹性结构包括并排设置的两个第一弹性板、以及与与两个所述第一弹性板平行的两个第二弹性板，两个所述第一弹性板和两个所述第二弹性板等长设置，两个所述第一弹性板的一端分别铰接于所述第一加载板的两端，两个所述第二弹性板的一端分别铰接于所述第二加载板的两端；扭转板结构包括并排等长设置的第一扭转板和第二扭转板，所述第一扭转板的两端分别与一所述第一弹性板的另一端和一所述第二弹性板的另一端铰接，所述第二扭转板的两端分别与另一所述第一弹性板的另一端和另一所述第二弹性板的另一端铰接，所述第一扭转板的中部和所述第二扭转板的中部之间用于连接试样；所述第一连接杆、所述第二连接杆、所述第一加载板、所述第二加载板、试样均中心线同轴设置，所述第一扭转板、第二扭转板沿着所述中心线对称设置，两所述第一弹性板沿着所述中心线对称设置，两所述第二弹性板沿着所述中心线对称设置。

一些实施例中，所述第一加载板的长度延伸方向和所述第二加载板的长度延伸方向之间的夹角的角度范围为50°-70°。

一些实施例中，所述第一加载板的两端均设有第一倾斜面，两个所述第一弹性板分别固定于对应的两个所述第一倾斜面上；

所述第二加载板的两端均设有第二倾斜面，两个所述第二弹性板分别固定于对应的两个所述第二倾斜面上；

所述第一倾斜面与所述第一加载板的长度延伸方向之间的角度和所述第二倾斜面与所述第二加载板的长度延伸方向之间的角度相同。

一些实施例中，所述第一倾斜面与所述第一加载板的长度延伸方向之间的夹角角度范围为90度-135度；

所述第一倾斜面与所述第一加载板的长度延伸方向之间的夹角角度范围为90度-135度。

一些实施例中，所述第一扭转板和试样的其中之一上设有第一安装槽，其中之另一上设有第一凸耳，所述第一安装槽与所述第一凸耳相匹配；

所述第二扭转板和试样的其中之一上设有第二安装槽，其中之另一上设有第二凸耳，所述第二安装槽与所述第二凸耳相匹配。

一些实施例中，所述第一安装槽设于所述第一扭转板的中部，所述第二安装槽设于所述第二扭转板的中部。

一些实施例中，所述第一连接杆焊接固定于所述第一加载板上；所述第二连接杆焊接固定于所述第二加载板上。

一些实施例中，所述第一弹性板一端铰接连接于所述第一加载板上，所述第一弹性板的另一端铰接连接于所述第一扭转板上；

所述第二弹性板一端铰接连接于所述第二加载板上，所述第二弹性板的另一端铰接连接于所述第二扭转板上。

一些实施例中，所述第一弹性板和所述第二弹性板均设为金属薄板。

第二方面，一种对称加载扭转试验方法，包括如下步骤：

将如上所述的对称加载扭转试验装置的第一连接杆和第二连接杆分别夹持固定于静态万能试验机的两端；

通过静态万能试验机向第一连接杆或第二连接杆施加较大幅度轴向试验载荷；

检测设置于第一扭转板和第二扭转板之间的试样的扭转应力。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法，由于第一加载板和第二加载板之间互成角度，所述第一连接杆、所述第二连接杆、所述第一加载板、所述第二加载板、试样均中心线同轴设置，所述第一扭转板、第二扭转板沿着所述中心线对称设置，两所述第一弹性板沿着所述中心线对称设置，两所述第二弹性板沿着所述中心线对称设置，在静态万能试验机上实现对试样施加对称的较大幅度的扭转载荷，对试样进行对称扭转破坏载荷的试验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的对称加载扭转试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的对称加载扭转试验装置的正视图；

图3为本发明实施例提供的对称加载扭转试验装置的附视图。

图中：

图中：11、第一连接杆；12、第二连接杆；21、第一加载板；211、第一倾斜面；22、第二加载板；221、第二倾斜面；31、第一弹性板；32、第二弹性板；41、第一扭转板；42、第二扭转板；5、试样。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法，以解决相关技术中现有技术中施力力臂的臂长不相等，无法对称布置，且试样两端不受除扭转载荷外的其它因素影响的问题，能够实现对试样扭转载荷的对称加载的问题。

请参考图1-2，本发明提供对称加载扭转试验装置，包括加载板结构、连接结构、弹性结构和扭转板结构，加载板结构包括间隔并等长设置的第一加载板21和第二加载板22，所述第一加载板21的长度延伸方向与所述第二加载板22的长度延伸方向之间具有夹角；连接结构包括设于所述第一加载板21顶面中部的第一连接杆11、以及设于所述第二加载板22底面中部的第二连接杆12，所述第一连接杆11和所述第二连接杆12分别用于夹持连接静态万能试验机上；弹性结构包括并排设置的两个第一弹性板31、以及与与两个所述第一弹性板31平行的两个第二弹性板32，两个所述第一弹性板31和两个所述第二弹性板32等长设置，两个所述第一弹性板31的一端分别铰接于所述第一加载板21的两端，两个所述第二弹性板32的一端分别铰接于所述第二加载板22的两端；扭转板结构包括并排等长设置的第一扭转板41和第二扭转板42，所述第一扭转板41的两端分别与一所述第一弹性板31的另一端和一所述第二弹性板32的另一端铰接，所述第二扭转板42的两端分别与另一所述第一弹性板31的另一端和另一所述第二弹性板32的另一端铰接，所述第一扭转板41的中部和所述第二扭转板42的中部之间用于连接试样5；所述第一连接杆11、所述第二连接杆12、所述第一加载板21、所述第二加载板22、试样5均中心线同轴设置，所述第一扭转板41、第二扭转板42沿着所述中心线对称设置，两所述第一弹性板31沿着所述中心线对称设置，两所述第二弹性板32沿着所述中心线对称设置，施力力臂臂长相等并对称布置，实现对试样5扭转载荷的对称加载。

如上所述，根据本发明，所述铰接方式用于施加静态轴向载荷时，装置对试样5两端施加较大幅度的扭转载荷。在本发明的其它实施例中，所述铰接还可实现为其它转动式连接方式。

本发明实施例提供了对称加载扭转试验装置及对称加载扭转试验方法，由于第一加载板21和第二加载板22之间互成角度，所述第一连接杆11、所述第二连接杆12、所述第一加载板21、所述第二加载板22、试样5均中心线同轴设置，所述第一扭转板41、第二扭转板42沿着所述中心线对称设置，两所述第一弹性板31沿着所述中心线对称设置，两所述第二弹性板32沿着所述中心线对称设置，两所述第一弹性板31和两所述第二弹性板32可以相对连接处发生转动，在静态万能试验机上实现在试样5两端施加对称的较大幅度的扭转载荷，对试样5进行较大幅度的对称静态扭转载荷的试验。

在一实施例中，所述第一加载板21的长度延伸方向和所述第二加载板22的长度延伸方向之间的夹角的角度范围为50°-70°。

在一实施例中，请参考图1和图3，所述第一加载板21的两端均设有第一倾斜面211，两个所述第一弹性板31分别固定于对应的两个所述第一倾斜面211上；所述第二加载板22的两端均设有第二倾斜面221，两个所述第二弹性板32分别固定于对应的两个所述第二倾斜面221上；所述第一倾斜面211与所述第一加载板21的长度延伸方向之间的角度和所述第二倾斜面221与所述第二加载板22的长度延伸方向之间的角度相同。

在一实施例中，所述第一倾斜面211与所述第一加载板21的长度延伸方向之间的夹角角度范围为90度-135度；所述第一倾斜面211与所述第一加载板21的长度延伸方向之间的夹角角度范围为90度-135度。

在一实施例中，所述第一扭转板41和试样5的其中之一上设有第一安装槽，其中之另一上设有第一凸耳，所述第一安装槽与所述第一凸耳相匹配；所述第二扭转板42和试样5的其中之一上设有第二安装槽，其中之另一上设有第二凸耳，所述第二安装槽与所述第二凸耳相匹配。

在一实施例中，所述第一安装槽设于所述第一扭转板41的中部，所述第二安装槽设于所述第二扭转板42的中部。

在一实施例中，所述第一连接杆11螺纹连接或焊接固定于所述第一加载板21上；所述第二连接杆12螺纹连接或焊接固定于所述第二加载板22上。

在一实施例中，所述第一弹性板31一端铰接连接于所述第一加载板21上，所述第一弹性板31的另一端铰接连接于所述第一扭转板41上；

所述第二弹性板32一端铰接连接于所述第二加载板22上，所述第二弹性板32的另一端铰接连接于所述第二扭转板42上。

在一具体实施例中，所述第一弹性板31一端可转动地连接于所述第一加载板21上，所述第一弹性板31的另一端可转动地连接于所述第一扭转板41上；

所述第二弹性板32一端可转动地连接于所述第二加载板22上，所述第二弹性板32的另一端可转动地连接于所述第二扭转板42上；

测试时，两第一弹性板31和两第二弹性板32以各自的铰接处为中心发生转动，对试样5两端施加较大幅度的对称扭转载荷。

在一实施例中，所述第一弹性板31和所述第二弹性板32均设为金属薄板。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种对称加载扭转试验方法，包括如下步骤：

将如上所述的对称加载扭转试验装置的第一连接杆11和第二连接杆12分别夹持固定在静态万能试验机上；

通过静态万能试验机向第一连接杆11和第二连接杆12施加轴向载荷；

两第一弹性板31和两第二弹性板32的铰接处发生转动，实现对试样5两端施加较大幅度的对称扭转试验载荷；

对设置于第一扭转板41和第二扭转板42之间的试样5进行较大幅度扭转载荷的试验。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。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，也可以是螺纹式可拆卸连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种对称加载扭转试验装置，其特征在于，其包括：

加载板结构，包括间隔并等长设置的第一加载板和第二加载板，所述第一加载板的长度延伸方向与所述第二加载板的长度延伸方向之间具有夹角；

连接结构，包括设于所述第一加载板顶面中部的第一连接杆、以及设于所述第二加载板底面中部的第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆分别用于连接于静态万能试验机上；

弹性结构，包括并排设置的两个第一弹性板、以及与两个所述第一弹性板平行的两个第二弹性板，两个所述第一弹性板和两个所述第二弹性板等长设置，两个所述第一弹性板的一端分别铰接于所述第一加载板的两端，两个所述第二弹性板的一端分别铰接于所述第二加载板的两端；

扭转板结构，包括并排等长设置的第一扭转板和第二扭转板，所述第一扭转板的两端分别与一所述第一弹性板的另一端和一所述第二弹性板的另一端铰接，所述第二扭转板的两端分别与另一所述第一弹性板的另一端和另一所述第二弹性板的另一端铰接，所述第一扭转板的中部和所述第二扭转板的中部之间用于连接试样；

所述第一连接杆、所述第二连接杆、所述第一加载板、所述第二加载板、试样均中心线同轴设置，所述第一扭转板、第二扭转板沿着所述中心线对称设置，两所述第一弹性板沿着所述中心线对称设置，两所述第二弹性板沿着所述中心线对称设置。

2.如权利要求1所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，所述第一加载板的长度延伸方向和所述第二加载板的长度延伸方向之间的夹角的角度范围为50°-70°。

3.如权利要求1所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，所述第一加载板的两端均设有第一倾斜面，两个所述第一弹性板分别固定于对应的两个所述第一倾斜面上；

所述第二加载板的两端均设有第二倾斜面，两个所述第二弹性板分别固定于对应的两个所述第二倾斜面上；

所述第一倾斜面与所述第一加载板的长度延伸方向之间的角度和所述第二倾斜面与所述第二加载板的长度延伸方向之间的角度相同。

4.如权利要求3所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，所述第一倾斜面与所述第一加载板的长度延伸方向之间的夹角角度范围为90度-135度；

所述第一倾斜面与所述第一加载板的长度延伸方向之间的夹角角度范围为90度-135度。

5.如权利要求1所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，

所述第一扭转板和试样的其中之一上设有第一安装槽，其中之另一上设有第一凸耳，所述第一安装槽与所述第一凸耳相匹配；

所述第二扭转板和试样的其中之一上设有第二安装槽，其中之另一上设有第二凸耳，所述第二安装槽与所述第二凸耳相匹配。

6.如权利要求5所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，

所述第一安装槽设于所述第一扭转板的中部，所述第二安装槽设于所述第二扭转板的中部。

7.如权利要求5所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，所述第一连接杆焊接固定于所述第一加载板上；

所述第二连接杆焊接固定于所述第二加载板上。

8.如权利要求1所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，所述第一弹性板一端铰接连接于所述第一加载板上，所述第一弹性板的另一端铰接连接所述第一扭转板上；

所述第二弹性板一端铰接连接于所述第二加载板上，所述第二弹性板的另一端铰接连接于所述第二扭转板上。

9.如权利要求1所述的对称加载扭转试验装置，其特征在于，所述第一弹性板和所述第二弹性板均设为金属薄板。

10.一种对称加载扭转试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

将如权利要求1-9任一项所述的对称加载扭转试验装置的第一连接杆和第二连接杆分别铰接静态万能试验机的两端；

通过静态万能试验机向第一连接杆或第二连接杆对称施加扭转试验载荷；

检测设置于第一扭转板和第二扭转板之间的试样的扭转状态。

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