CN113029802B - 一种点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,采用了一种点阵材料等效面内弹性静力学参数高精度测试装置,步骤如下:先在连接杆的右端设置好传力柱和刚性平板,并在刚性平板上设置试验芯材,通过在砝码托挂结构上添加砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆的水平;然后固定支座上升使得试验芯材与顶端固定台处于贴合不受力状态,再进行加载使试验芯材发生弹性形变,通过测量杆和固定刻度台的对比测量得竖直方向形变,通过试验芯材对比顶端固定台得水平方向形变,由用于加载的砝码和/或滑块移动施加的力可知加载的压力,最后计算得点阵材料相关参数。本发明解决了通过具体的实验数据支撑获得点阵材料的等效弹性静力学参数的问题。
Description
技术领域
本发明属于点阵芯层和夹芯板物理性质测量技术领域,具体涉及一种点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法。
背景技术
点阵材料作为一种周期性多孔结构,因其结构的特殊性,具备轻质、高强度、高刚度和能量吸收率高等优良性能。现有的研究主要通过理论分析、数值仿真和实物试验的方法对点阵结构的性能进行探索。点阵结构通常与上下两层面板一起制作成夹芯结构,目前已广泛应用于土木建筑、机械、公路交通、航空航天、轨道交通和生物医学等领域。
目前对点阵材料抗压、抗拉、疲劳测试、剪切等性能测试的产品有不少,然而经发明人查阅资料,测试点阵材料面内弹性模量的装置当前还未发现。大部分文献是通过理论分析和有限元数值仿真来得到点阵材料面内等效静力学参数,少部分是通过实物试验来获取的,求解点阵材料面内等效静力学参数时,缺少实验数据的支撑。点阵材料作为当前较为热门的工程应用材料,有必要设计一种新的测试点阵材料等效弹性静力学参数的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,以解决背景技术中提出的目前求解点阵材料面内等效静力学参数时,缺少实验数据支撑的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,采用了一种点阵材料等效面内弹性静力学参数高精度测试装置,所述点阵材料等效面内弹性静力学参数高精度测试装置包括顶端固定台、刚性平板、导向结构、传力柱、测量杆、固定刻度台、固定支座、连接杆、滑块、砝码托挂结构和砝码;
所述连接杆的中部与固定支座的顶部铰接,连接杆左端与砝码托挂结构的上端连接,砝码设置在砝码托挂结构上;连接杆右端与竖直设置的传力柱的下端铰接,传力柱的上方设置有刚性平板,刚性平板的上方设置有底面为平面的顶端固定台,顶端固定台和/或刚性平板上标有用于测水平方向形变的刻度线,顶端固定台与刚性平板之间用于放置试验芯材;连接杆右端还与测量杆的上端铰接,测量杆的旁边设置有固定刻度台,固定刻度台上标有用于测竖直方向形变的刻度线;连接杆上还设有能沿连接杆长度方向移动的滑块;传力柱的外周设置有导向结构使得所述传力柱保持在竖直方向上传递力;
所述点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法具体包括以下步骤:先利用升降结构使得固定支座保持在较低位置,确保连接杆的右端已经设置好传力柱和刚性平板,并在所述刚性平板上设置试验芯材,且通过在砝码托挂结构上添加用于平衡传力柱、刚性平板和试验芯材自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆的水平;然后固定支座上升,使得试验芯材的上端面与顶端固定台的下端面处于贴合不受力状态,再在砝码托挂结构上挂设用于加载的砝码和/或在连接杆上移动滑块进行加载,砝码和/或移动滑块加载的重力通过杠杆结构传到与试验芯材相接触的刚性平板上,试验芯材发生弹性形变,通过测量杆和固定刻度台的对比测量可知试验芯材在竖直方向的变形量,通过试验芯材对比顶端固定台或刚性平板上的刻度线可知试验芯材在水平方向上的变形量,由用于加载的砝码和/或滑块移动施加的力可知加载的压力,最后通过计算可知点阵材料等效面内弹性静力学参数。
在一种具体的实施方式中,所述点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法还包括使用一种点阵材料等效弯曲刚度测试装置测试一种测试件的等效弯曲刚度;所述等效弯曲刚度测试装置包括顶端固定台、用于支撑测试件的支撑架、导向结构、传力件、测量杆、固定刻度台、设置在顶端固定台上的可移动施力座、设置在可移动施力座上的施力件、滑块、固定支座、连接杆、砝码托挂结构和砝码;所述测试件与所述试验芯材相同或不同;
所述连接杆的中部与固定支座的顶部铰接,连接杆左端与竖直设置的传力件的下端铰接,传力件的顶部呈水平且前后走向的直线状,且其顶部直线用于对测试件的底面中央位置施加竖直向上的作用力;所述可移动施力座包括两个,且均能在顶端固定台上沿着左右方向移动,分别设置在两个可移动施力座上的两个施力件用于对测试件的顶面的左右两侧位置施加向下的作用力;连接杆左端还与测量杆的上端铰接,测量杆的旁边设置有固定刻度台,固定刻度台上标有用于测竖直方向形变的刻度线;连接杆右端与砝码托挂结构的上端连接,砝码设置在砝码托挂结构上;连接杆上还设有能沿连接杆长度方向移动的滑块,且连接杆上标有刻度线用于显示滑块移动的距离;传力件的外围设置有导向结构使得所述传力件保持在竖直方向上传递力;
所述等效弯曲刚度测试方法包括以下步骤:先使得支撑架位于较低位置,在将测试件放置在支撑架上之后,调整支撑架的竖向位置使得测试件的顶面与两个施力件尽量贴合且不受力,通过在砝码托挂结构上添加用于平衡传力件自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆的水平;且通过升降固定支座使得测试件的底面与所述传力件的顶部直线尽量贴合且不受力,再调整支撑架的竖向位置使得支撑架不再支撑测试件,且通过添加用于平衡测试件自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆的水平;
再在砝码托挂结构上设置用于加载的砝码和/或在连接杆上移动滑块进行加载,砝码和/或移动滑块加载的重力通过杠杆结构传到传力件的顶部直线处,在该处的向上压力以及在两个施力件的下压力作用下,所述测试件发生弯曲,通过加载的砝码和/或在连接杆上移动的滑块距离可以知晓施加的荷载,从固定刻度台处可以读取测试件在竖直方向上的变形量,即测试件中部位置的挠度值,通过施加的荷载以及挠度值可以计算得到测试件的等效弯曲刚度值。
在一种具体的实施方式中,所述连接杆上标有刻度线,滑块在连接杆标有刻度线的范围内移动;所述滑块包括第一滑块和第二滑块,所述第一滑块和第二滑块中一个设置在连接杆上沿,另一个设置在连接杆下沿,所述第一滑块和第二滑块中的任意一个为用于平衡自重的平衡砝码,而另一个为用于施力的加载砝码。
在一种具体的实施方式中,当连接杆处于水平时,测量杆下端的水平高度与固定刻度台的零刻度线的水平高度一致。
在一种具体的实施方式中,所述连接杆的左右两端分别设有左端铰接孔和右端铰接孔,连接杆通过左端铰接孔与砝码托挂结构的上端连接,连接杆通过右端铰接孔与竖直设置的传力柱的下端连接,连接杆还通过右端铰接孔与测量杆的上端连接;所述连接杆的中部设有固定铰接孔。
在一种具体的实施方式中,所述左端铰接孔到固定铰接孔的距离和右端铰接孔到固定铰接孔的距离相等。
在一种具体的实施方式中,所述导向结构为固定滑轮。
在一种具体的实施方式中,所述刚性平板包括石墨平板;所述点阵材料即所述试验芯材包括铝合金蜂窝芯。
在一种具体的实施方式中,所述砝码托挂结构包括钢丝绳和挂钩,挂钩设置在钢丝绳的下端;所述砝码设置在挂钩的上方和/或挂钩的下方。
在一种具体的实施方式中,所述砝码包括用于平衡自重的平衡砝码和用于对点阵材料施加作用力的加载砝码,所述平衡砝码为增砣砝码,且增砣砝码设置在挂钩的上方,增砣砝码上的凹槽用于穿过所述钢丝绳而设置;所述加载砝码用于挂设在所述挂钩上。
狭义的等效弹性静力学参数就是指面内参数,即水平和竖直方向的变形量,而广义的等效弹性静力学参数除了面内参数之外,还会测量其等效弯曲刚度,即测量其挠度。
相比于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明解决了通过具体的实验数据支撑获得点阵材料的等效弹性静力学参数的问题。
本发明解决了求解点阵芯层和夹芯板结构静力学等效面内弹性模量(包括面内杨氏模量和泊松比)时,缺少实验数据支撑的问题。
且本发明通过设计对自重进行平衡,避免了夹具自重对测试精度的影响。
本发明可通过移动滑块对平衡机构进行微调,进一步平衡蜂窝自重对测试精度的影响。
本发明通过设计导向机构,保证施加荷载的稳定性,有效防止偏心。
本发明通过将重力荷载即加载砝码的读数和变形读数结构设置一起,大大方便数据读取。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请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是本发明一种实施例的结构示意图;
图2是本发明一种实施例的连接杆和滑块的结构示意图;
图3是本发明一种实施例的测量试验芯材水平方向形变的示意图;
图4是本发明一种实施例的测量试验芯材竖直方向形变的示意图;
图5是本发明一种实施例的等效弯曲刚度测试装置的结构示意图;
其中,1、挂钩;2、砝码;3、钢丝绳;4、左端铰接孔;5、连接杆;6、第一滑块;7、固定支座;8、固定铰接孔;9、顶端固定台;10、试验芯材;11、刚性平板;12、固定滑轮;13、传力柱;14、右端铰接孔;15、测量杆;16、固定刻度台;17、第二滑块;22、测试件;23、支撑架;25、传力件;28、施力件;29、可移动施力座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明提供的一种点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,采用了一种点阵材料等效面内弹性静力学参数高精度测试装置,所述点阵材料等效面内弹性静力学参数高精度测试装置包括顶端固定台9、刚性平板11、导向结构、传力柱13、测量杆15、固定刻度台16、固定支座7、连接杆5、滑块、砝码托挂结构和砝码2;
所述连接杆5的中部与固定支座7的顶部铰接,连接杆5左端与砝码托挂结构的上端连接,砝码2设置在砝码托挂结构上;连接杆5右端与竖直设置的传力柱13的下端铰接,传力柱13的上方设置有刚性平板11,刚性平板11的上方设置有底面为平面的顶端固定台9,顶端固定台9和/或刚性平板11上标有用于测水平方向形变的刻度线,顶端固定台9与刚性平板11之间用于放置试验芯材10;连接杆5右端还与测量杆15的上端铰接,测量杆15的旁边设置有固定刻度台16,固定刻度台16上标有用于测竖直方向形变的刻度线;连接杆5上还设有能沿连接杆5长度方向移动的滑块;传力柱13的外周设置有导向结构使得所述传力柱13保持在竖直方向上传递力;
所述点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法具体包括以下步骤:先利用升降结构使得固定支座7保持在较低位置,确保连接杆5的右端已经设置好传力柱13和刚性平板11,并在所述刚性平板11上设置试验芯材10,且通过在砝码托挂结构上添加用于平衡传力柱13、刚性平板11和试验芯材10自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆5的水平;然后固定支座7上升,使得试验芯材10的上端面与顶端固定台9的下端面处于贴合不受力状态,再在砝码托挂结构上挂设用于加载的砝码和/或在连接杆5上移动滑块进行加载,砝码和/或移动滑块加载的重力通过杠杆结构传到与试验芯材10相接触的刚性平板11上,试验芯材10发生弹性形变,通过测量杆15和固定刻度台16的对比测量可知试验芯材10在竖直方向的变形量,通过试验芯材10对比顶端固定台9或刚性平板11上的刻度线可知试验芯材10在水平方向上的变形量,由用于加载的砝码和/或滑块移动施加的力可知加载的压力,最后通过计算可知点阵材料等效面内弹性静力学参数。
所述点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法还包括使用一种点阵材料等效弯曲刚度测试装置测试一种测试件22的等效弯曲刚度;所述等效弯曲刚度测试装置包括顶端固定台9、用于支撑测试件22的支撑架23、导向结构、传力件25、测量杆15、固定刻度台16、设置在顶端固定台9上的可移动施力座29、设置在可移动施力座29上的施力件28、滑块、固定支座7、连接杆5、砝码托挂结构和砝码2;所述测试件22与所述试验芯材10相同或不同;
所述连接杆5的中部与固定支座7的顶部铰接,连接杆5左端与竖直设置的传力件25的下端铰接,传力件25的顶部呈水平且前后走向的直线状,且其顶部直线用于对测试件22的底面中央位置施加竖直向上的作用力;所述可移动施力座29包括两个,且均能在顶端固定台9上沿着左右方向移动,分别设置在两个可移动施力座29上的两个施力件28用于对测试件22的顶面的左右两侧位置施加向下的作用力;连接杆5左端还与测量杆15的上端铰接,测量杆15的旁边设置有固定刻度台16,固定刻度台16上标有用于测竖直方向形变的刻度线;连接杆5右端与砝码托挂结构的上端连接,砝码2设置在砝码托挂结构上;连接杆5上还设有能沿连接杆5长度方向移动的滑块,且连接杆5上标有刻度线用于显示滑块移动的距离;传力件25的外围设置有导向结构使得所述传力件25保持在竖直方向上传递力;
所述等效弯曲刚度测试方法包括以下步骤:先使得支撑架23位于较低位置,在将测试件22放置在支撑架23上之后,调整支撑架23的竖向位置使得测试件22的顶面与两个施力件28尽量贴合且不受力,通过在砝码托挂结构上添加用于平衡传力件25自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆5的水平;且通过升降固定支座7使得测试件22的底面与所述传力件25的顶部直线尽量贴合且不受力,再调整支撑架23的竖向位置使得支撑架23不再支撑测试件22,且通过添加用于平衡测试件22自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆5的水平;
再在砝码托挂结构上设置用于加载的砝码和/或在连接杆5上移动滑块进行加载,砝码和/或移动滑块加载的重力通过杠杆结构传到传力件25的顶部直线处,在该处的向上压力以及在两个施力件28的下压力作用下,所述测试件22发生弯曲,通过加载的砝码和/或在连接杆5上移动的滑块距离可以知晓施加的荷载,从固定刻度台16处可以读取测试件22在竖直方向上的变形量,即测试件22中部位置的挠度值,通过施加的荷载以及挠度值可以计算得到测试件22的等效弯曲刚度值。
所述连接杆5上标有刻度线,滑块在连接杆5标有刻度线的范围内移动;所述滑块包括第一滑块6和第二滑块17,所述第一滑块6和第二滑块17中一个设置在连接杆5上沿,另一个设置在连接杆5下沿,所述第一滑块6和第二滑块17中的任意一个为用于平衡自重的平衡砝码,而另一个为用于施力的加载砝码。测量时加载的载荷主要靠砝码托挂结构上的砝码施加,当需要精确微调时,也可以通过移动滑块进行微调。
当连接杆5处于水平时,测量杆15下端的水平高度与固定刻度台16的零刻度线的水平高度一致。
所述连接杆5的左右两端分别设有左端铰接孔4和右端铰接孔14,连接杆5通过左端铰接孔4与砝码托挂结构的上端连接,连接杆5通过右端铰接孔14与竖直设置的传力柱13的下端连接,连接杆5还通过右端铰接孔14与测量杆15的上端连接;所述连接杆5的中部设有固定铰接孔8。
所述左端铰接孔4到固定铰接孔8的距离和右端铰接孔14到固定铰接孔8的距离相等。
所述导向结构为固定滑轮12。固定滑轮作用在于使传力柱或传力件尽可能垂直向上传力,而且在使用前先在固定滑轮12与传力柱或传力件的接触面上涂抹润滑油,减小摩擦力带来误差的影响。
所述刚性平板11包括石墨平板。刚性平板为刚度较大且重量较轻的平板,刚度大能避免平板在受力时产生较大的形变干扰测试,重量较轻能减少其自重所带来的额外影响。所述点阵材料即所述试验芯材10包括铝合金蜂窝芯。
所述砝码托挂结构包括钢丝绳3和挂钩1,挂钩1设置在钢丝绳3的下端;所述砝码2设置在挂钩1的上方和/或挂钩1的下方。
所述砝码2包括用于平衡自重的平衡砝码和用于对点阵材料施加作用力的加载砝码,所述平衡砝码为增砣砝码,且增砣砝码设置在挂钩1的上方,增砣砝码上的凹槽用于穿过所述钢丝绳而设置;所述加载砝码用于挂设在所述挂钩1上。钢丝绳3能方便的卡入增砣砝码的凹槽中。
实施例1
测量80×50×50mm的6063铝合金蜂窝芯的面内等效静力学参数:
将待测量的蜂窝芯放置到石墨平板上,通过移动滑块6消除蜂窝芯自重的影响,此时蜂窝芯接触顶端固定台9,测量杆15下端部与固定刻度台16的零刻度线平齐。然后开始测量,记录挂上的用于加载的砝码的重量,通过顶端固定台9的刻度得到水平方向的变形量,通过固定刻度台16得到竖直方向的变形量。然后根据蜂窝芯的尺寸得到应力、水平方向的应变和竖直方向的应变。最后通过计算可得到该蜂窝芯此加载方向的面内杨氏模量和泊松比。更换另一个加载方向放置蜂窝芯,按照上面的方法同理可计算该蜂窝芯在此方向的面内杨氏模量和泊松比。
实施例2
测量80×50×50mm的3003铝合金蜂窝芯的面内等效静力学参数:
将待测量的蜂窝芯放置到石墨平板上,通过移动滑块6消除蜂窝芯自重的影响,此时蜂窝芯接触顶端固定台9,测量杆15下端部与固定刻度台16的零刻度线平齐。然后开始测量,记录挂上的用于加载的砝码的重量以及通过移动滑块6等效后施加到蜂窝芯的力,通过顶端固定台9的刻度得到水平方向的变形量,通过固定刻度台16得到竖直方向的变形量。然后根据蜂窝芯的尺寸得到应力、水平方向的应变和竖直方向的应变。最后通过计算可得到该蜂窝芯此加载方向的面内杨氏模量和泊松比。更换另一个加载方向放置蜂窝芯,按照上面的方法同理可计算该蜂窝芯在此方向的面内杨氏模量和泊松比。
实施例3
测量160×60×18mm的6063铝合金蜂窝夹芯板的等效弯曲刚度:
根据测试件22材料参数调整可移动施力座29位置设置合理的跨度比,然后把测试件22放到可伸缩的支撑架23上,对准可伸缩的支撑架23的中心线以及传力件25中心线校正测试件22的位置,此时测试件22理论上处于正中位置。之后调整支撑架23的高度使测试件22与设置在可移动施力座29上的施力件28的间隔缩小。移动滑块消除测试件22、传力件25等结构自重的影响,辅以调节可伸缩的测量杆15高度达到调零的目的。然后放入砝码2,记录砝码的重量以及在固定刻度台16观察到的挠度值。最后计算测试件22等效弯曲刚度值。
实施例4
测量160×60×18mm的3003铝合金蜂窝夹芯板的等效弯曲刚度:
根据测试件22材料参数调整可移动施力座29位置设置合理的跨度比,然后把测试件22放到可伸缩的支撑架23上,对准可伸缩的支撑架23的中心线以及传力件25中心线校正测试件22的位置,此时测试件22理论上处于正中位置。之后调整支撑架23的高度使测试件22与设置在可移动施力座29上的施力件28的间隔缩小。移动滑块消除测试件22、传力件25等结构自重的影响,辅以调节可伸缩的测量杆15高度达到调零的目的。然后放入砝码2,并且匀速移动用于加载的滑块的位置,记录砝码的重量、用于加载的滑块的读数以及在固定刻度台16观察到的挠度值。最后计算测试件22等效弯曲刚度值。
测试件22摆放的位置校正方法:在测试件22的四个侧面都标好竖直的中心线,测试件22的主视方向和后视方向侧面的中心线均与传力件25主视方向的中心线对齐,测试件22的左视方向和右视方向侧面的中心线均与可伸缩的支撑架23沿长度方向的中心线对齐。
合理的跨度比是要求测试件22的宽度小于两个可移动施力座29之间的距离的一半。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演和替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,采用了一种点阵材料等效面内弹性静力学参数高精度测试装置,所述点阵材料等效面内弹性静力学参数高精度测试装置包括顶端固定台(9)、刚性平板(11)、导向结构、传力柱(13)、测量杆(15)、固定刻度台(16)、固定支座(7)、连接杆(5)、滑块、砝码托挂结构和砝码(2);
所述连接杆(5)的中部与固定支座(7)的顶部铰接,连接杆(5)左端与砝码托挂结构的上端连接,砝码(2)设置在砝码托挂结构上;连接杆(5)右端与竖直设置的传力柱(13)的下端铰接,传力柱(13)的上方设置有刚性平板(11),刚性平板(11)的上方设置有底面为平面的顶端固定台(9),顶端固定台(9)和/或刚性平板(11)上标有用于测水平方向形变的刻度线,顶端固定台(9)与刚性平板(11)之间用于放置试验芯材(10);连接杆(5)右端还与测量杆(15)的上端铰接,测量杆(15)的旁边设置有固定刻度台(16),固定刻度台(16)上标有用于测竖直方向形变的刻度线;连接杆(5)上还设有能沿连接杆(5)长度方向移动的滑块;传力柱(13)的外周设置有导向结构使得所述传力柱(13)保持在竖直方向上传递力;
所述点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法具体包括以下步骤:先利用升降结构使得固定支座(7)保持在较低位置,确保连接杆(5)的右端已经设置好传力柱(13)和刚性平板(11),并在所述刚性平板(11)上设置试验芯材(10),且通过在砝码托挂结构上添加用于平衡传力柱(13)、刚性平板(11)和试验芯材(10)自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆(5)的水平;然后固定支座(7)上升,使得试验芯材(10)的上端面与顶端固定台(9)的下端面处于贴合不受力状态,再在砝码托挂结构上挂设用于加载的砝码和/或在连接杆(5)上移动滑块进行加载,砝码和/或移动滑块加载的重力通过杠杆结构传到与试验芯材(10)相接触的刚性平板(11)上,试验芯材(10)发生弹性形变,通过测量杆(15)和固定刻度台(16)的对比测量可知试验芯材(10)在竖直方向的变形量,通过试验芯材(10)对比顶端固定台(9)或刚性平板(11)上的刻度线可知试验芯材(10)在水平方向上的变形量,由用于加载的砝码和/或滑块移动施加的力可知加载的压力,最后通过计算可知点阵材料等效面内弹性静力学参数;
所述点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法还包括使用一种点阵材料等效弯曲刚度测试装置测试一种测试件(22)的等效弯曲刚度;所述等效弯曲刚度测试装置包括顶端固定台(9)、用于支撑测试件(22)的支撑架(23)、导向结构、传力件(25)、测量杆(15)、固定刻度台(16)、设置在顶端固定台(9)上的可移动施力座(29)、设置在可移动施力座(29)上的施力件(28)、滑块、固定支座(7)、连接杆(5)、砝码托挂结构和砝码(2);所述测试件(22)与所述试验芯材(10)相同或不同;
所述连接杆(5)的中部与固定支座(7)的顶部铰接,连接杆(5)左端与竖直设置的传力件(25)的下端铰接,传力件(25)的顶部呈水平且前后走向的直线状,且其顶部直线用于对测试件(22)的底面中央位置施加竖直向上的作用力;所述可移动施力座(29)包括两个,且均能在顶端固定台(9)上沿着左右方向移动,分别设置在两个可移动施力座(29)上的两个施力件(28)用于对测试件(22)的顶面的左右两侧位置施加向下的作用力;连接杆(5)左端还与测量杆(15)的上端铰接,测量杆(15)的旁边设置有固定刻度台(16),固定刻度台(16)上标有用于测竖直方向形变的刻度线;连接杆(5)右端与砝码托挂结构的上端连接,砝码(2)设置在砝码托挂结构上;连接杆(5)上还设有能沿连接杆(5)长度方向移动的滑块,且连接杆(5)上标有刻度线用于显示滑块移动的距离;传力件(25)的外围设置有导向结构使得所述传力件(25)保持在竖直方向上传递力;
所述等效弯曲刚度测试方法包括以下步骤:先使得支撑架(23)位于较低位置,在将测试件(22)放置在支撑架(23)上之后,调整支撑架(23)的竖向位置使得测试件(22)的顶面与两个施力件(28)尽量贴合且不受力,通过在砝码托挂结构上添加用于平衡传力件(25)自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆(5)的水平;且通过升降固定支座(7)使得测试件(22)的底面与所述传力件(25)的顶部直线尽量贴合且不受力,再调整支撑架(23)的竖向位置使得支撑架(23)不再支撑测试件(22),且通过添加用于平衡测试件(22)自重的砝码和/或通过移动滑块来确保连接杆(5)的水平;
再在砝码托挂结构上设置用于加载的砝码和/或在连接杆(5)上移动滑块进行加载,砝码和/或移动滑块加载的重力通过杠杆结构传到传力件(25)的顶部直线处,在该处的向上压力以及在两个施力件(28)的下压力作用下,所述测试件(22)发生弯曲,通过加载的砝码和/或在连接杆(5)上移动的滑块距离可以知晓施加的荷载,从固定刻度台(16)处可以读取测试件(22)在竖直方向上的变形量,即测试件(22)中部位置的挠度值,通过施加的荷载以及挠度值可以计算得到测试件(22)的等效弯曲刚度值。
2.根据权利要求1所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,所述连接杆(5)上标有刻度线,滑块在连接杆(5)标有刻度线的范围内移动;所述滑块包括第一滑块(6)和第二滑块(17),所述第一滑块(6)和第二滑块(17)中一个设置在连接杆(5)上沿,另一个设置在连接杆(5)下沿,所述第一滑块(6)和第二滑块(17)中的任意一个为用于平衡自重的平衡砝码,而另一个为用于施力的加载砝码。
3.根据权利要求1所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,当连接杆(5)处于水平时,测量杆(15)下端的水平高度与固定刻度台(16)的零刻度线的水平高度一致。
4.根据权利要求1所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,所述连接杆(5)的左右两端分别设有左端铰接孔(4)和右端铰接孔(14),连接杆(5)通过左端铰接孔(4)与砝码托挂结构的上端连接,连接杆(5)通过右端铰接孔(14)与竖直设置的传力柱(13)的下端连接,连接杆(5)还通过右端铰接孔(14)与测量杆(15)的上端连接;所述连接杆(5)的中部设有固定铰接孔(8)。
5.根据权利要求4所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,所述左端铰接孔(4)到固定铰接孔(8)的距离和右端铰接孔(14)到固定铰接孔(8)的距离相等。
6.根据权利要求1所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,所述导向结构为固定滑轮(12)。
7.根据权利要求1所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,所述刚性平板(11)包括石墨平板;所述点阵材料即所述试验芯材(10)包括铝合金蜂窝芯。
8.根据权利要求1所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,所述砝码托挂结构包括钢丝绳(3)和挂钩(1),挂钩(1)设置在钢丝绳(3)的下端;所述砝码(2)设置在挂钩(1)的上方和/或挂钩(1)的下方。
9.根据权利要求8所述的点阵材料等效弹性静力学参数高精度测试方法,其特征在于,所述砝码(2)包括用于平衡自重的平衡砝码和用于对点阵材料施加作用力的加载砝码,所述平衡砝码为增砣砝码,且增砣砝码设置在挂钩(1)的上方,增砣砝码上的凹槽用于穿过所述钢丝绳而设置;所述加载砝码用于挂设在所述挂钩(1)上。
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