CN202149869U - 一种车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，包括底座和与测试样品连接的监测电脑，底座一端固定有电磁驱动器，电磁驱动器的驱动杆上固设有样品夹头，底座的另一端设有螺旋移位杆，螺旋移位杆连接有测位探头支架，测位探头支架上设有对射式激光测微仪，可通过旋动螺旋移位杆驱动测位探头支架进退，测量样品夹头和测试样品摆动远点相对位置，从而得出测试样品的弯曲挠度值，并结合监测电脑检测到的测量样品的极限摆动次数，得到反映测试样品的疲劳性能的测试结果。本实用新型旨在提供一种能较准确模拟车载电器开关金属片受力情况，获取准确疲劳性能数据的车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置。

Description

一种车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，更具体的说，它涉及一种车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置。

背景技术

目前车企中金属材料都是用常规的疲劳试验机进行疲劳测试。常见的整车用金属材料，采用常规的疲劳试验方法可以很有效地获得其疲劳性能参数，然而对于电器系统开关的金属箔片这类轻薄的材料，严格地说常规的疲劳试验机并不适用，一方面常规的疲劳试验机的试验载荷及动作幅度较大，如此大量程、大功耗的试验机用于测量小尺寸、低强度的车载电器开关金属片，应用对象不合适，经济效果很差；另一方面，现有常规的疲劳试验机多采用长时间施力拉伸或弯曲的测试模式不能准确模拟车载电器开关金属片的受力情况，很难准确测得其疲劳性能数据，因此，非常有必要设计一种适合评价小尺度金属材料疲劳性能的试验装置。公开号为CN101290279A的发明于2008年3月27日公开了一种交频旋转弯曲疲劳试验机，包括机座、电机系统、控制系统、平衡系统和加载系统。电机系统内的电机通过传统系统连接一轮轴，轮轴上设有夹持试样的左夹头，平衡系统包括一夹持装置和平衡装置，夹持装置包括右夹头和转轴，右夹头设于转轴上，夹持装置被平衡装置平衡悬挂于空中，加载系统通过铁丝和滑轮与夹持装置相连，试样被夹持在左夹头和右夹头间，加载系统可改变负载牵拉夹持装置，使试样受到循环的弯力矩，进行疲劳试验。该发明震动造成的误差较小，易操作，噪音低，试验数据精确，但该发明适用于有一定刚度的试样，车载电器开关金属片这样抗弯强度很弱的试样几乎无法在该发明提供的交频旋转弯曲疲劳试验机上进行试验，且对车载电器开关金属片而言最关键的是获取厚度方向上的疲劳性能数据，并不需要全方位旋转接受循环的弯力矩。

实用新型内容

为了克服现有技术中车载电器开关金属片的疲劳测试缺少适用的疲劳试验仪的缺陷，本实用新型提供了一种能较准确模拟车载电器开关金属片受力情况，获取准确疲劳性能数据的车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置。

本实用新型的技术方案是：一种车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，包括底座和与测试样品连接的监测电脑，底座一端设有电磁驱动器支架，电磁驱动器支架上设有电磁驱动器，电磁驱动器上固设有驱动杆，驱动杆上固设有夹持测试样品的样品夹头，底座的另一端设有螺旋移位杆座，螺旋移位杆座上水平设有螺旋移位杆，螺旋移位杆包括筒状标有刻度的固定尺、套设在固定尺上的周向标有刻度的微分筒及与微分筒固连的螺杆，固定尺水平固定在螺旋移位杆座上，螺杆远离微分筒的一端设有与螺杆螺纹连接的测位探头支架，测位探头支架上设有对射式激光测微仪，对射式激光测微仪包括垂直相对的发射探头和接收探头，发射探头和接收探头中一个水平高度高于样品夹头，另一个低于样品夹头。夹头用于夹持车载电器开关金属片测试样品，试验时要让测试样品垂直向下，测试样品的厚度方向朝向电磁驱动器的驱动杆的轴向，电磁驱动器通电后可带着测试样品作直线往复运动，测试样品由于自身轻薄柔韧且一端被夹持，在运动过程中自由端会摆动。旋动螺旋移位杆不仅可驱动测位探头支架，还具有螺旋测微计的功能，通过旋动螺旋移位杆可移动测位探头支架，测位探头支架上的对射式激光测微仪发射探头和接收探头的移动轨迹与电磁驱动器的驱动杆平行，且与测试样品处于同一竖直平面内。发射探头和接收探头可在垂直方向上探测到测试样品摆到的最远点，在此时可通过螺旋移位杆上的读数记录下位置参数，并进而通过计算得出测试样品的弯曲挠度。驱动杆的位移幅度可调，驱动杆的位移幅度变动后，测试样品的弯曲挠度亦随之变化。测试样品的首尾两端分别接有导线，连接到监测电脑上，监测电脑监测测试样品的电阻值突变情况，以及记录测试样品的摆动次数。本车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置使用配套开发的测试软件，在此测试软件的数学模型中，测试样品的弯曲挠度及发生疲劳断裂时的摆动次数是两项重要的影响测试结果的参数变量，借助数学模型分析运算最终得出反映测试样品的疲劳性能的结果。

作为优选，所述的测位探头支架呈侧立的“U”形，包括上枝和下枝，发射探头和接收探头分别位于所述的上枝和下枝上。由于测试样品需要处在发射探头和接收探头之间接受检测，发射探头和接收探头之间必须有足够的空间，“U”形结构易于满足这样的空间条件。

作为优选，所述的样品夹头位于驱动杆的边侧。使用过程中也需要用激光测微仪对样品夹头的位置进行检测以确定测试样品固定端的位置。样品夹头位于驱动杆的下侧或边侧时都可以使测试样品垂直向下，但置于边侧更便于激光测微仪检测，减少驱动杆对检测的干扰。

作为优选，所述的样品夹头包括定夹板和可拆的动夹板，定夹板和动夹板通过沉头螺钉连接。平板形的夹头夹持金属薄片比较适合，用螺钉锁固可以得到强而稳的夹持力，沉头螺钉不会露头，使得夹头外表平整，没有突出物，减少对激光测微仪检测的干扰。

作为优选，所述的定夹板和动夹板夹持测试样品的夹持口设有圆滑倒角。如果夹持口有棱角，测试样品在摆动弯曲时会受到刚硬平直棱角的阻挡，固定端与夹持口棱角接触部的弯折程度较大，应力变化太突兀，从而加速测试样品的疲劳断裂。设置圆滑倒角可使测试样品在摆动时固定端与夹持口接触部平缓地弯曲，应力变化比较柔和，测试结果更准确。 

本实用新型的有益效果是：

能较准确地模拟车载电器开关金属片受力情况并准确测试其疲劳性能。本实用新型可夹持车载电器开关金属片往复运动，使得金属片绕夹持点频繁地弯曲摆动，比较贴近点按开关时金属片实际的受力情形，因此测试结果较为准确。

适用于车载电器开关金属片的疲劳测试。本实用新型比较轻巧，功耗低，适合作为车载电器开关金属片这类轻薄金属片的试验装置，避免了常规疲劳试验机用于此类金属片导致大材小用的情况。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图中，1-底座，2-电磁驱动器支架，3-驱动杆，4-样品夹头，5-螺旋移位杆座，6-固定尺，7-导杆，8-微分筒，9-螺杆，10-测位探头支架，11-发射探头，12-接收探头，13-测试样品，14-监测电脑，15-控制模块。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1所示，一种车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，包括底座1和与测试样品连接的监测电脑14，底座1一端设有电磁驱动器支架2，电磁驱动器支架2上设有电磁驱动器，电磁驱动器由函数发生器和功率放大器提供驱动电压，功率放大器连接在函数发生器上，电磁驱动器连接在功率放大器的输出端，函数发生器和功率放大器集中安装于控制模块15中，电磁驱动器的驱动杆3上固设有样品夹头4，样品夹头4位于驱动杆3的边侧。样品夹头4的边缘与驱动杆3的端面平齐。样品夹头4包括定夹板和可拆的动夹板，定夹板和动夹板通过沉头螺钉连接，动夹板朝向驱动杆3端面所在侧。定夹板和动夹板夹持测试样品的夹持口设有圆滑倒角。底座1与电磁驱动器支架2相对的一端设有螺旋移位杆座5，螺旋移位杆座5上水平设有螺旋移位杆，螺旋移位杆包括筒状标有刻度的固定尺6、套设在固定尺上的周向标有50格刻度的微分筒8及与微分筒8固连的螺杆9，微分筒8可在固定尺6上滑动，固定尺6上的最小刻度为0.5mm，螺杆9的螺距为0.5mm，固定尺6内部设有轴向贯通的螺纹孔，该螺纹孔上内螺纹与螺杆9外螺纹适配，且螺杆9贯穿固定尺6，螺旋移位杆座5上设有一圆孔，固定尺6水平地穿设在在圆孔内，与圆孔过盈配合。测位探头支架10上设有与螺杆9适配的水平螺纹孔，螺杆9远离微分筒的一端与测位探头支架10螺纹连接，测位探头支架10的螺纹孔上方1cm处设有一导杆孔，内设导杆7，导杆7水平固定在螺旋移位杆座5上，测位探头支架10可沿导杆7滑动。测位探头支架10上设有对射式激光测微仪，测位探头支架10呈侧立的“U”形，包括上枝和下枝，上枝和下枝均与驱动杆3平行，上枝位于样品夹头的正上方，下枝位于样品夹头的正下方，对射式激光测微仪包括发射探头11和接收探头12，发射探头11固定在所述上枝的下侧，接收探头12固定在所述下枝的上侧，发射探头11的光束发射窗和接收探头12的光束接收窗面对面精准地垂直相对。

使用时，先测定样品夹头4的位置，方法如下：样品夹头4不夹测试样品，锁紧样品夹头4的动夹板和定夹板，启动电磁驱动器，旋动微分筒8，使测位探头支架10从远离电磁驱动器的一端逐渐向样品夹头4移近，发射探头11和接收探头12逐渐从样品夹头4上下方水平地接近样品夹头4，在移动测位探头支架10的同时注意观察激光测微仪上的指示LED变化，待样品夹头4遮挡住部分发射探头11发出的光束，产生触发信号时并致指示LED变化，表明检测到物体时，即刻停止移动测位探头支架10，从固定尺6和微分筒8上读出此时的读数并记录。然后停止电磁驱动器，在待测的测试样品13的一端粘上一小块配重金属片，将测试样品13的另一端夹在样品夹头4上，在测试样品13两端连上纤细的导线，并将导线连入监测电脑14，重新启动电磁驱动器，待测试样品13摆动起来形成扇面后，旋动微分筒8使测位探头支架10逐渐回退，等到测试样品13摆动到的最远位置移到发射探头11和接收探头12间的光束之外，并致指示LED变回最初状态，表明未检测到物体时，即刻停止回退测位探头支架10，再从固定尺6和微分筒8上读出此时的读数并记录。将两次读数相减再加上动夹板的厚度，即得测试样品13的弯曲挠度值。进行测试前，激光测微仪的灵敏度必须经过调校，能够分辨出测试样品摆动时消减的光通量并产生触发信号，从而将动态的测试样品视为可检测物体检测出来。当测试样品13往复摆动直至发生疲劳断裂时，监测电脑14监测到测试样品13的电阻值发生突变，便停止计数。将测得的测试样品弯曲挠度值和最终摆动次数输入监测电脑14，通过专为本车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置配套开发的测试软件算出能评估测试样品的疲劳性能的测试结果。

Claims (5)

1. 一种车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，包括底座（1）和与测试样品连接的监测电脑（14），其特征是底座（1）一端设有电磁驱动器支架（2），电磁驱动器支架（2）上设有电磁驱动器，电磁驱动器上固设有驱动杆（3），驱动杆（3）上固设有夹持测试样品的样品夹头（4），底座（1）的另一端设有螺旋移位杆座（5），螺旋移位杆座（5）上水平设有螺旋移位杆，螺旋移位杆包括筒状标有刻度的固定尺（6）、套设在固定尺（6）上的周向标有刻度的微分筒（8）及与微分筒（8）固连的螺杆（9），固定尺（6）水平固定在螺旋移位杆座（5）上，螺杆（9）远离微分筒的一端设有与螺杆9螺纹连接的测位探头支架（10），测位探头支架（10）上设有对射式激光测微仪，对射式激光测微仪包括垂直相对的发射探头（11）和接收探头（12），发射探头（11）和接收探头（12）中一个水平高度高于样品夹头（4），另一个低于样品夹头（4）。

2.根据权利要求1所述的车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，其特征是所述的测位探头支架（10）呈侧立的“U”形，包括上枝和下枝，发射探头（11）和接收探头（12）分别位于所述的上枝和下枝上。

3.根据权利要求1所述的车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，其特征是所述的样品夹头（4）位于驱动杆（3）的边侧。

4.根据权利要求1或2或3所述的车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，其特征是所述的样品夹头（4）包括定夹板和可拆的动夹板，定夹板和动夹板通过沉头螺钉连接。

5.根据权利要求4所述的车载电器开关金属片动态弯曲疲劳试验装置，其特征是所述的定夹板和动夹板夹持测试样品的夹持口设有圆滑倒角。

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