CN113776799B - 一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法，涉及材料性能测试的技术领域，解决了传统方法不能很好的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程，试验过程中难以操作且存在实验结果误差较大的问题。包括：同轴安装的推杆、扶套、套件、第一形变测量杆、记忆合金管、第二形变测量杆、承重式传感器及端盖。本发明采用PID控制系统控制伺服电动缸带动推杆运动至记忆合金管接触，模拟了记忆合金管破断切槽螺栓的载荷，承重式传感器实时监测记忆合金管通电加热形变时对外做功情况，两激光位移传感器通过测量形变测量杆位移量变化实时精准测量记忆合金管形变量大小，测量记忆合金管形变值，良好的模拟出记忆合金管破断切槽螺栓的过程。
Description
技术领域
本发明涉及材料性能测试的技术领域，尤其涉及一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法。
背景技术
随着航天、航空、军事及高速运载等技术不断发展，以记忆合金管为核心零部件的切槽螺栓在这些领域应用逐渐广泛，利用记忆合金管可加热伸长特性破断切槽螺栓，故在恒压加热作用下记忆合金管形变值是能否破断切槽螺栓的关键因素，目前还没有一种能精准测量记忆合金管在上述作业条件下产生形变值的试验装置，致使记忆合金管的应用尚存一定局限性。传统测量记忆合金管通电加热形变值方法，一是对记忆合金管固定，对其加热，测量记忆合金管对外施加载荷数值，二是记忆合金管自由放置，加热后测量其形变值，两种方法均不能很好的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程，试验过程中难以操作且存在实验结果误差较大的问题。
发明内容
针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，包括：主体装置和测距装置13，所述主体装置和所述测距装置均与底座1的上表面连接，所述主体装置包括：固定座3、推杆2、碟簧5、套件6、第一形变测量杆7、第二形变测量杆9，固定座3的固定底座31和所述底座1的上表面连接，所述推杆2设于固定座3的固定框架32内，所述推杆2和所述套件6之间设有若干所述碟簧5和一个套件6，推杆2的一端抵于一个所述碟簧5，推杆2的另一端与通过控制系统控制的伺服电动缸连接，套件6的一个侧面抵于另一个所述碟簧5，第二形变测量杆9呈筒状，第二形变测量杆9的中部安装在固定座3的固定盘33上的圆孔内，第一形变测量杆7的一端设于所述第二形变测量杆9内，第一形变测量杆7的另一端和套件6的另一个侧面相抵，固定盘33背离所述套件6的侧面设有第二形变测量杆端盖12，所述第二形变测量杆端盖12和所述第二形变测量杆9连接，所述第二形变测量杆9的第一圆盘和所述固定盘33之间设有承重式传感器10，所述测距装置13的第一传感器131朝向位于所述第二形变测量杆9内的所述第一形变测量杆7的一端，所述测距装置13的第二传感器132朝向第二形变测量杆端盖12。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，还包括：扶套4，所述扶套4呈筒状，扶套4的一端的内壁设有螺纹，所述推杆2背离所述伺服电动缸的一端和所述扶套4通过螺纹连接，扶套4的另一端的内壁设有限位片，一个所述套件6和若干所述碟簧5均设于所述扶套4内，所述套件6与所述第一形变测量杆7相抵的一个侧面可操作地抵于所述限位片，一个所述推杆2、若干所述碟簧5、一个所述套件6、一个所述第一形变测量杆7、一个所述第二形变测量杆9和一个所述扶套4均同轴设置。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，还包括：端盖11，所述端盖11和固定盘33背离所述第二形变测量杆端盖12的侧面连接，所述承重式传感器10安装在所述端盖11和所述固定盘33之间，所述承重式传感器10上设有与所述第二形变测量杆9的外壁相匹配的通孔。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，所述第二形变测量杆9还包括：第一通管，所述第一圆盘与所述第一通管的一端连接，所述第一通管与所述第一圆盘连接的一端设于所述承重式传感器10的通孔内，第一通管的中部安装在所述固定盘33上的圆孔内，第一通管的另一端和所述第二形变测量杆端盖12连接。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，所述第一形变测量杆7包括：第一杆、第二杆和第二圆盘，第一杆的一端和第二杆的一端连接，第二杆的另一端和第二圆盘的一个侧面连接，第二圆盘的另一个侧面与所述套件6相抵，第二杆的外径大于第一杆的外径，所述第一杆设于所述第一通管内，第二杆与所述第一杆连接的一端抵于所述第一圆盘。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，所述套件6背离所述碟簧5的一个侧面设有凹槽，所述凹槽和所述第二圆盘相匹配，记忆合金管8套设于所述第二杆上，记忆合金管8的一端抵于所述第二圆盘，记忆合金管8的另一端抵于所述第一圆盘，所述记忆合金管8上连接有电极片。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，所述测距装置13还包括：测距装置支架，所述测距装置支架与所述底座1的上表面通过螺栓螺母紧固连接，所述第一传感器131和所述第二传感器132均与所述测距装置支架连接。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，所述固定座3还包括：固定连接杆34，所述固定底座31与所述底座1的上表面通过螺栓螺母紧固连接，所述固定底座31与所述固定框架32固定连接，所述固定框架32和所述固定盘33通过若干所述固定连接杆34连接。
上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，所述第一传感器131和所述第二传感器132均为激光位移传感器，所述承重式传感器10、所述第一传感器131和所述第二传感器132均与计算机连接。
一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的方法，包括上述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其中，所述方法包括：
S1：调整所述第一传感器131和所述第二传感器132位于所述测距装置支架的高度位置，保证所述第一传感器131与所述第一形变测量杆7处于同一水平高度，且所述第一传感器131的激光光束对准所述第一形变测量杆7，保证所述第二传感器132与所述第二形变测量杆端盖12处于同一水平高度，且所述第二传感器132的激光光束对准所述第二形变测量杆端盖12，将所述记忆合金管8安装在所述第一形变测量杆7上；
S2：对所述承重式传感器10、所述第一传感器131和所述第二传感器132通电并启动所述伺服电动缸，所述伺服电动缸驱动所述推杆2沿水平方向匀速加载，所述推杆2推动所述扶套4向所述记忆合金管8方向移动，所述扶套4内的若干所述碟簧5挤压所述套件6，所述套件6推动第一形变测量杆7，将力传递至所述记忆合金管8的一端，所述记忆合金管8的另一端推动所述第二形变测量杆9，所述第二形变测量杆9将力传递至所述承重式传感器10，所述承重式传感器10将压力数值传递给计算机并进行分析记录；
S3：当压力数值达到预紧力荷时，控制系统控制伺服电动缸输出的压力数值不发生明显变化，所述推杆2保持加载；
S4：所述记忆合金管8的一端抵于所述第一形变测量杆7的所述第二圆盘，所述记忆合金管8的另一端抵于所述第二形变测量杆9的所述第一圆盘，通过电极对所述记忆合金管8进行通电，所述记忆合金管8加热膨胀，分别推动所述第二圆盘和所述第一圆盘沿相反的方向位移，所述第二形变测量杆9带动所述第二形变测量杆端盖12进行位移；
S5：所述承重式传感器10实时测量记忆合金管8所受压力数值，并传输到计算机中，计算机根据事先输入的记忆合金管8的截面积，将力值通过计算转变为记忆合金管8应力值；
S6：所述第一传感器131的激光光束对准第一形变测量杆7，所述第一传感器131测量第一形变测量杆7的位移变化且将位移变化数据传递给计算机并进行分析记录，所述第二传感器132的激光光束对准所述第二形变测量杆端盖12，所述第二传感器132测量所述第二形变测量杆端盖12的位移变化且将位移变化数据传递给计算机，计算机计算出记忆合金管8的位移数值，并根据事先输入的记忆合金管8的长度，将位移数值通过计算转变为记忆合金管8的应变值。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明中，作业时采用PID控制系统控制伺服电动缸带动推杆运动至记忆合金管接触，接触后加载力不断加大至预紧力数值，PID控制系统能够实现对记忆合金管的恒定加载力，模拟了记忆合金管破断切槽螺栓的载荷。
(2)本发明中，承重式传感器实时监测记忆合金管通电加热形变时对外做功情况，为记忆合金管性能研究提供科研数据；
(3)本发明取代传统使用游标卡尺测量记忆合金管形变量方式，采用两激光位移传感器通过测量形变测量杆位移量变化实时精准测量记忆合金管形变量大小。
(4)本发明能够对记忆合金管施加恒压加热条件，测量记忆合金管的应力应变值，并能在计算机中绘制出应力-应变曲线，良好的模拟出记忆合金管破断切槽螺栓的过程。
附图说明
图1是本发明的一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法的结构示意图。
图2是本发明的一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法的立体图。
图3是本发明的一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法的固定座的结构示意图。
图4是本发明的一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法的测量位置的实施例图。
图5是本发明的一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法的破断切槽螺栓的曲线图。
附图中：1、底座；2、推杆；3、固定座；4、扶套；5、碟簧；6、套件；7、第一形变测量杆；8、记忆合金管；9、第二形变测量杆；10、承重式传感器；11、端盖；12、第二形变测量杆端盖；13、测距装置；131、第一传感器；132、第二传感器；31、固定底座；32、固定框架；33、固定盘；34、固定连接杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
请参照图1至图5所示，示出了一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置及方法，其中，包括：主体装置和测距装置13，主体装置和测距装置均与底座1的上表面连接，主体装置包括：固定座3、推杆2、碟簧5、套件6、第一形变测量杆7、第二形变测量杆9，固定座3的固定底座31和底座1的上表面连接，推杆2设于固定座3的固定框架32内，推杆2和套件6之间设有若干碟簧5和一个套件6，推杆2的一端抵于一个碟簧5，推杆2的另一端与通过控制系统控制的伺服电动缸连接，套件6的一个侧面抵于另一个碟簧5，第二形变测量杆9呈筒状，第二形变测量杆9的中部安装在固定座3的固定盘33上的圆孔内，第一形变测量杆7的一端设于第二形变测量杆9内，第一形变测量杆7的另一端和套件6的另一个侧面相抵，固定盘33背离套件6的侧面设有第二形变测量杆端盖12，第二形变测量杆端盖12和第二形变测量杆9连接，第二形变测量杆9的第一圆盘和固定盘33之间设有承重式传感器10，测距装置13的第一传感器131朝向位于第二形变测量杆9内的第一形变测量杆7的一端，测距装置13的第二传感器132朝向第二形变测量杆端盖12。
进一步，在一种较佳实施例中，还包括：扶套4，扶套4呈筒状，扶套4的一端的内壁设有螺纹，推杆2背离伺服电动缸的一端和扶套4通过螺纹连接，扶套4的另一端的内壁设有限位片，一个套件6和若干碟簧5均设于扶套4内，套件6与第一形变测量杆7相抵的一个侧面可操作地抵于限位片，一个推杆2、若干碟簧5、一个套件6、一个第一形变测量杆7、一个第二形变测量杆9和一个扶套4均同轴设置。
进一步，在一种较佳实施例中，还包括：端盖11，端盖11和固定盘33背离第二形变测量杆端盖12的侧面连接，承重式传感器10安装在端盖11和固定盘33之间，承重式传感器10上设有与第二形变测量杆9的外壁相匹配的通孔。
进一步，在一种较佳实施例中，第二形变测量杆9还包括：第一通管，第一圆盘与第一通管的一端连接，第一通管与第一圆盘连接的一端设于承重式传感器10的通孔内，第一通管的中部安装在固定盘33上的圆孔内，第一通管的另一端和第二形变测量杆端盖12连接。
进一步，在一种较佳实施例中，第一形变测量杆7包括：第一杆、第二杆和第二圆盘，第一杆的一端和第二杆的一端连接，第二杆的另一端和第二圆盘的一个侧面连接，第二圆盘的另一个侧面与套件6相抵，第二杆的外径大于第一杆的外径，第一杆设于第一通管内，第二杆与第一杆连接的一端抵于第一圆盘。
进一步，在一种较佳实施例中，套件6背离碟簧5的一个侧面设有凹槽，凹槽和第二圆盘相匹配，记忆合金管8套设于第二杆上，记忆合金管8的一端抵于第二圆盘，记忆合金管8的另一端抵于第一圆盘，记忆合金管8上连接有电极片。
进一步，在一种较佳实施例中，测距装置13还包括：测距装置支架，测距装置支架与底座1的上表面通过螺栓螺母紧固连接，第一传感器131和第二传感器132均与测距装置支架连接。
进一步，在一种较佳实施例中，固定座3还包括：固定连接杆34，固定底座31与底座1的上表面通过螺栓螺母紧固连接，固定底座31与固定框架32固定连接，固定框架32和固定盘33通过若干固定连接杆34连接。
进一步，在一种较佳实施例中，第一传感器131和第二传感器132均为激光位移传感器，承重式传感器10、第一传感器131和第二传感器132均与计算机连接。
进一步，在一种较佳实施例中，方法包括：
S1：调整第一传感器131和第二传感器132位于测距装置支架的高度位置，保证第一传感器131与第一形变测量杆7处于同一水平高度，且第一传感器131的激光光束对准第一形变测量杆7，保证第二传感器132与第二形变测量杆端盖12处于同一水平高度，且第二传感器132的激光光束对准第二形变测量杆端盖12，将记忆合金管8安装在第一形变测量杆7上；
S2：对承重式传感器10、第一传感器131和第二传感器132通电并启动伺服电动缸，伺服电动缸驱动推杆2沿水平方向匀速加载，推杆2推动扶套4向记忆合金管8方向移动，扶套4内的若干碟簧5挤压套件6，套件6推动第一形变测量杆7，将力传递至记忆合金管8的一端，记忆合金管8的另一端推动第二形变测量杆9，第二形变测量杆9将力传递至承重式传感器10，承重式传感器10将压力数值传递给计算机并进行分析记录；
S3：当压力数值达到预紧力荷时，控制系统控制伺服电动缸输出的压力数值不发生明显变化，推杆2保持加载；
S4：记忆合金管8的一端抵于第一形变测量杆7的第二圆盘，记忆合金管8的另一端抵于第二形变测量杆9的第一圆盘，通过电极对记忆合金管8进行通电，记忆合金管8加热膨胀，分别推动第二圆盘和第一圆盘沿相反的方向位移，第二形变测量杆9带动第二形变测量杆端盖12进行位移；
S5：承重式传感器10实时测量记忆合金管8所受压力数值，并传输到计算机中，计算机根据事先输入的记忆合金管8的截面积，将力值通过计算转变为记忆合金管8应力值；
S6：第一传感器131的激光光束对准第一形变测量杆7，第一传感器131测量第一形变测量杆7的位移变化且将位移变化数据传递给计算机并进行分析记录，第二传感器132的激光光束对准第二形变测量杆端盖12，第二传感器132测量第二形变测量杆端盖12的位移变化且将位移变化数据传递给计算机，计算机计算出记忆合金管8的位移数值，并根据事先输入的记忆合金管8的长度，将位移数值通过计算转变为记忆合金管8的应变值。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，提供一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，对记忆合金管开展形变量试验并获得相关参数，同时简易操作是亟待解决的技术问题。
本发明的进一步实施例中，作为变载荷施加到记忆合金管8上，参考应力应变曲线，承激光位移传感器实时测量记忆合金管8通电后位移数值，并传输给计算机PID控制系统，控制系统根据比对事先切槽螺栓在拉伸机上测得的实验数据，改变伺服电动缸的力值输出，实现对记忆合金管8变载荷输出，承重式传感器10测量记忆合金管8的反作用力，例如激光位移传感器检测到了胀断器目前伸长了0.1mm、0.2mm，电动缸就给加载1000N、2200N等等，载荷施加到记忆合金管的过程不是线性的，而是根据曲线来的，最终形成破断记忆合金管应力应变曲线。
本发明的进一步实施例中，记忆合金管破断切槽螺栓过程通常选用记忆合金管8作为胀断器，将胀断器套在螺栓上并旋上螺母，在螺栓上开设有切槽，对胀断器通电加热直至胀断器将螺栓挤压断裂，此时螺栓从切槽位置发生断裂，在记忆合金管破断切槽螺栓过程中，采用传感器检测胀断器的尺寸变化和/或应力应变变化。
本发明的进一步实施例中，通过记忆合金管破断切槽螺栓过程中记忆合金管8的应力变化，通过该实验装置检测记忆合金管8的应变变化，并绘制记忆合金管应力应变曲线，如图5所示。
本发明的进一步实施例中，模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置包括底座1、推杆2、固定座3、扶套4、碟簧5、套件6、第一形变测量杆7、记忆合金管8、第二形变测量杆9、承重式传感器10、端盖11、第二形变测量杆端盖12和两个激光位移传感器，固定座3通过螺栓固定在底座1上，推杆2动力源由伺服电动缸提供，扶套4与推杆2采用螺纹连接，碟簧5置入扶套4中，碟簧5在记忆合金管8通电加热形变时对整个装置起到缓冲保护作用，套件6凹槽向外其端面与碟簧5重合置入扶套4内，第一形变测量杆7大端置入套件6凹槽内，第一形变测量杆7依次穿过记忆合金管8与第二形变测量杆9，第二形变测量杆9穿过承重式传感器10，承重式传感器10嵌入端盖11内，端盖11由螺栓固定于固定座上，第二形变测量杆端盖12套在第二形变测量杆9外侧并与第二形变测量杆9通过螺栓固定，两激光位移传感器13调整至适宜高度固定于底座1上，分别测量第一形变测量杆7与第二形变测量杆端盖12位移。
本发明的进一步实施例中，推杆2、扶套4、套件6、第一形变测量杆7、记忆合金管8、第二形变测量杆9、承重式传感器10及端盖11安装时均应保证同轴。
本发明的进一步实施例中，作业时伺服电动缸带动推杆2匀速运动直至达到标定力值停止运动，实现了对记忆合金管8的恒力加载，模拟了记忆合金管8实际作业环境下所需预紧力。
本发明的进一步实施例中，承重式传感器10实时监测记忆合金管8通电加热形变时对外做功情况，为记忆合金管8性能研究提供科研数据。
本发明的进一步实施例中，取代传统使用游标卡尺测量记忆合金管8形变量方式，采用两激光位移传感器通过测量形变测量杆位移量变化实时精准测量记忆合金管8形变量大小。
本发明的进一步实施例中，作业时为模拟记忆合金管8实际作业时所需预紧力，伺服电动缸带动推杆2匀速加载，直至达到记忆合金管8所需预紧力荷停止前进，将记忆合金管8通电加热膨胀，第一形变测量杆7与第二形变测量杆9在记忆合金管8膨胀后分别向左和向右位移，两激光传感器分别测量出两形变测量杆位移值，将两位移值叠加即可测出记忆合金管8在恒力加载下位移值变化，记忆合金管8加热膨胀过程中承重式传感器10实时监测采集记忆合金管8受力变化数据。
本发明的进一步实施例中，PID控制系统与伺服电动缸连接，PID控制系统与计算机连接，通过计算机对PID控制系统下达指令。
本发明的进一步实施例中，模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置包括从左到右由推杆2、固定座3、扶套4、碟簧5、套件6、第一形变测量杆7、记忆合金管8、第二形变测量杆9、承重式传感器10、端盖11、第二形变测量杆端盖12构成的主体装置，两个激光位移传感器组成的测距装置13以及底座1，其中，若干片碟簧5位于扶套4腔体内，扶套4、套件6、第一形变测量杆7、记忆合金管8、第二形变测量杆9、承重式传感器10、端盖11均设置在固定座3的结构内部。
本发明的进一步实施例中，主体装置的固定座3与底座1通过螺栓连接，固定座3起到支撑推杆2以及连接端盖11的作用，其中推杆2与固定座3的底孔行成轴孔配合，推杆2可在底孔中移动，端盖11与固定座3的固定盘33螺栓连接，其中固定盘33上加工有四个通孔。
本发明的进一步实施例中，测距装置由两个激光位移传感器13组成，当将主体装置安装在底座1以后，两激光位移传感器13调整至适宜高度固定于底座1上，将一个激光位移传感器13通电，调整激光光束位置，将光束照射在第一形变测量杆7的右端面上，用于测量第一形变测量杆7的位移，同样，将另一个激光位移传感器13通电，调整激光光束位置，将光束照射在第二形变测量杆端盖12上，用于测量第二形变测量杆端盖12的位移。
本发明的进一步实施例中，扶套4腔体内为内螺纹通孔，扶套4左端与推杆2外螺纹旋紧连接，扶套4孔内放置四对碟簧5，同时右端放置套件6。
本发明的进一步实施例中，碟簧5为成对使用，碟簧5在记忆合金管8通电加热形变时对整个装置起到缓冲保护作用。
本发明的进一步实施例中，套件6凹槽向外，其端面与碟簧5重合置入扶套6内，第一形变测量杆7大端置入套件6凹槽内。
本发明的进一步实施例中，第一形变测量杆7依次穿过记忆合金管8与第二形变测量杆9，第二形变测量杆9穿过承重式传感器10，承重式传感器10嵌入端盖11内，端盖11由螺栓固定于固定座上，第二形变测量杆端盖12套在第二形变测量杆9外侧并与第二形变测量杆9通过螺栓固定，推杆2、扶套4、套件6、第一形变测量杆7、记忆合金管8、第二形变测量杆9、承重式传感器10及端盖11安装时均应保证同轴。
本发明的进一步实施例中，准备工作期间，激光位移传感器13通电，并将其固定在合适高度，激光光束分别对准测量第一形变测量杆7和第二形变测量杆端盖12。
本发明的进一步实施例中，工作状态下，需要为模拟记忆合金管8施加实际作业时所需预紧力，启动伺服电动缸进而带动推杆2匀速加载，推杆2与扶套4螺纹连接，可以保证施加足够的载荷，随着扶套4向右移动，通过四对碟簧5挤压套件6端面，最后套件6凹槽推动形变测量杆7，将力传递到记忆合金管8端面。直至达到记忆合金管8所需预紧力荷停止前进并保证力的数值与方向不发生明显变化，记忆合金管8左端面贴合第一形变测量杆7，右端面贴合第二形变测量杆9。此时，将记忆合金管8通电加热膨胀，第一形变测量杆7与第二形变测量杆9在记忆合金管8膨胀后分别向左和向右位移，两个激光传感器13分别测量出两形变测量杆位移值，将两位移值叠加即可测出记忆合金管在恒力加载下位移值变化，记忆合金管8加热膨胀过程中承重式传感器实时监测采集记忆合金管受力变化数据。
本发明的进一步实施例中，依据图4所示，示出了第二传感器132的激光光束对准第二形变测量杆端盖12上的所在位置和第一传感器131的激光光束对准第一形变测量杆7上的所在位置。
本发明的进一步实施例中，工作状态下，伺服电动缸在PID控制系统控制下，对记忆合金管施加恒定外力F牛顿，用来模拟螺栓螺母中间的记忆合金管工作需要克服的外力，本系统能够保证记忆合金管通电伸长时受到F牛顿大小的恒力，同时测距系统通过对第一传感器131测量点和第二传感器132测量点通电前后位置变化进行测量，并在终端形成数据，第一传感器131测量点和第二传感器132测量点通电后位移数值相加就是记忆合金管的总伸长量。
本发明的进一步实施例中，该模拟系统完成一次记忆合金管的位移测量之后，可以多次重复实验。给记忆合金管通电加热后，记忆合金管伸长，通电结束后记忆合金管在F恒力作用下缩短，直至恢复到初始长度，测距系统获取数据后，可再次通电，重复实验测试记忆合金管20次通电后的位移数值，以此来验证记忆合金管的在20次试验后的可靠性。同时，此模拟系统不同于常规方法，不需要拆卸记忆合金管即可测量通电前后位移数值，进而判断是否能够破断切槽螺栓，提高了模拟数值的准确性。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其特征在于，包括：主体装置和测距装置(13)，所述主体装置和所述测距装置均与底座(1)的上表面连接，所述主体装置包括：固定座(3)、推杆(2)、碟簧(5)、套件(6)、第一形变测量杆(7)、第二形变测量杆(9)，固定座(3)的固定底座(31)和所述底座(1)的上表面连接，所述推杆(2)设于固定座(3)的固定框架(32)内，所述推杆(2)和所述套件(6)之间设有若干所述碟簧(5)和一个套件(6)，推杆(2)的一端抵于一个所述碟簧(5)，推杆(2)的另一端与通过控制系统控制的伺服电动缸连接，套件(6)的一个侧面抵于另一个所述碟簧(5)，第二形变测量杆(9)呈筒状，第二形变测量杆(9)的中部安装在固定座(3)的固定盘(33)上的圆孔内，第一形变测量杆(7)的一端设于所述第二形变测量杆(9)内，第一形变测量杆(7)的另一端和套件(6)的另一个侧面相抵，固定盘(33)背离所述套件(6)的侧面设有第二形变测量杆端盖(12)，所述第二形变测量杆端盖(12)和所述第二形变测量杆(9)连接，所述第二形变测量杆(9)的第一圆盘和所述固定盘(33)之间设有承重式传感器(10)，所述测距装置(13)的第一传感器(131)朝向位于所述第二形变测量杆(9)内的所述第一形变测量杆(7)的一端，所述测距装置(13)的第二传感器(132)朝向第二形变测量杆端盖(12)；
所述第二形变测量杆(9)还包括：第一通管，所述第一圆盘与所述第一通管的一端连接，所述第一通管与所述第一圆盘连接的一端设于所述承重式传感器(10)的通孔内，第一通管的中部安装在所述固定盘(33)上的圆孔内，第一通管的另一端和所述第二形变测量杆端盖(12)连接；
所述第一形变测量杆(7)包括：第一杆、第二杆和第二圆盘，第一杆的一端和第二杆的一端连接，第二杆的另一端和第二圆盘的一个侧面连接，第二圆盘的另一个侧面与所述套件(6)相抵，第二杆的外径大于第一杆的外径，所述第一杆设于所述第一通管内，第二杆与所述第一杆连接的一端抵于所述第一圆盘；所述套件(6)背离所述碟簧(5)的一个侧面设有凹槽，所述凹槽和所述第二圆盘相匹配，记忆合金管(8)套设于所述第二杆上，记忆合金管(8)的一端抵于所述第二圆盘，记忆合金管(8)的另一端抵于所述第一圆盘，所述记忆合金管(8)上连接有电极片。
2.根据权利要求1所述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其特征在于，还包括：扶套(4)，所述扶套(4)呈筒状，扶套(4)的一端的内壁设有螺纹，所述推杆(2)背离所述伺服电动缸的一端和所述扶套(4)通过螺纹连接，扶套(4)的另一端的内壁设有限位片，一个所述套件(6)和若干所述碟簧(5)均设于所述扶套(4)内，所述套件(6)与所述第一形变测量杆(7)相抵的一个侧面可操作地抵于所述限位片，一个所述推杆(2)、若干所述碟簧(5)、一个所述套件(6)、一个所述第一形变测量杆(7)、一个所述第二形变测量杆(9)和一个所述扶套(4)均同轴设置。
3.根据权利要求2所述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其特征在于，还包括：端盖(11)，所述端盖(11)和固定盘(33)背离所述第二形变测量杆端盖(12)的侧面连接，所述承重式传感器(10)安装在所述端盖(11)和所述固定盘(33)之间，所述承重式传感器(10)上设有与所述第二形变测量杆(9)的外壁相匹配的通孔。
4.根据权利要求3所述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其特征在于，所述测距装置(13)还包括：测距装置支架，所述测距装置支架与所述底座(1)的上表面通过螺栓螺母紧固连接，所述第一传感器(131)和所述第二传感器(132)均与所述测距装置支架连接。
5.根据权利要求4所述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其特征在于，所述固定座(3)还包括：固定连接杆(34)，所述固定底座(31)与所述底座(1)的上表面通过螺栓螺母紧固连接，所述固定底座(31)与所述固定框架(32)固定连接，所述固定框架(32)和所述固定盘(33)通过若干所述固定连接杆(34)连接。
6.根据权利要求5所述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其特征在于，所述第一传感器(131)和所述第二传感器(132)均为激光位移传感器，所述承重式传感器(10)、所述第一传感器(131)和所述第二传感器(132)均与计算机连接。
7.一种模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的方法，包括权利要求6所述的模拟记忆合金管破断切槽螺栓过程的装置，其特征在于，所述方法包括：
S1：调整所述第一传感器(131)和所述第二传感器(132)位于所述测距装置支架的高度位置，保证所述第一传感器(131)与所述第一形变测量杆(7)处于同一水平高度，且所述第一传感器(131)的激光光束对准所述第一形变测量杆(7)，保证所述第二传感器(132)与所述第二形变测量杆端盖(12)处于同一水平高度，且所述第二传感器(132)的激光光束对准所述第二形变测量杆端盖(12)，将所述记忆合金管(8)安装在所述第一形变测量杆(7)上；
S2：对所述承重式传感器(10)、所述第一传感器(131)和所述第二传感器(132)通电并启动所述伺服电动缸，所述伺服电动缸驱动所述推杆(2)沿水平方向匀速加载，所述推杆(2)推动所述扶套(4)向所述记忆合金管(8)方向移动，所述扶套(4)内的若干所述碟簧(5)挤压所述套件(6)，所述套件(6)推动第一形变测量杆(7)，将力传递至所述记忆合金管(8)的一端，所述记忆合金管(8)的另一端推动所述第二形变测量杆(9)，所述第二形变测量杆(9)将力传递至所述承重式传感器(10)，所述承重式传感器(10)将压力数值传递给计算机并进行分析记录；
S3：当压力数值达到预紧力荷时，控制系统控制伺服电动缸输出的压力数值不发生明显变化，所述推杆(2)保持加载；
S4：所述记忆合金管(8)的一端抵于所述第一形变测量杆(7)的所述第二圆盘，所述记忆合金管(8)的另一端抵于所述第二形变测量杆(9)的所述第一圆盘，通过电极对所述记忆合金管(8)进行通电，所述记忆合金管(8)加热膨胀，分别推动所述第二圆盘和所述第一圆盘沿相反的方向位移，所述第二形变测量杆(9)带动所述第二形变测量杆端盖(12)进行位移；
S5：所述承重式传感器(10)实时测量记忆合金管(8)所受压力数值，并传输到计算机中，计算机根据事先输入的记忆合金管(8)的截面积，将力值通过计算转变为记忆合金管(8)应力值；
S6：所述第一传感器(131)的激光光束对准第一形变测量杆(7)，所述第一传感器(131)测量第一形变测量杆(7)的位移变化且将位移变化数据传递给计算机并进行分析记录，所述第二传感器(132)的激光光束对准所述第二形变测量杆端盖(12)，所述第二传感器(132)测量所述第二形变测量杆端盖(12)的位移变化且将位移变化数据传递给计算机，计算机计算出记忆合金管(8)的位移数值，并根据事先输入的记忆合金管(8)的长度，将位移数值通过计算转变为记忆合金管(8)的应变值。
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