CN202734808U - 一种精确测量压缩变形量的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种精确测量压缩变形量的装置，属于试验机技术领域。该装置由试验机上压头、试验机下压头、位移方向转换装置和引伸计组成。测试样品置于上压缩平面和下压缩平面之间，压缩测试上压缩平面和下压缩平面的相向位移量由位移方向转换装置转换为上压头测试点和下压头测试点的相背位移量，引伸计的两个测试臂的刀口分别粘贴在下压头测试点和上压头测试点上，由引伸计测量压头测试点和下压头测试点的相背位移量，得到样品压缩变形量的精确值。本实用新型消除了万能试验机横梁变形导致的系统误差，具有结构简单、使用方便、测量精确的特点，适用于在万能试验机上对金属或非金属实验样品进行准静态和动态压缩测试。
Description
技术领域
本实用新型属于试验机技术领域，特别涉及一种精确测量压缩变形量的装置。
背景技术
万能试验机是一种用来测量材料拉伸和压缩力学性能的常用测试设备。该设备主要由加载系统、位移控制系统、数据记录系统以及与测试对象相关的夹具、压头和温控装置组成，适用于金属材料、纺织品、塑料、橡胶、纸制品等材料试样及制品的拉伸、压缩、弯曲、常温及高温蠕变实验。
其中，金属材料压缩试验的常规方法是将圆柱型金属样品放置于万能试验机的压头之间，使试样两端面与压头的压缩平面紧密接触。加载系统和位移控制系统协同工作驱动万能试验机的横梁，使上下压头以一定速度相向运动，导致金属样品受压缩发生变形。通过采集和记录金属样品压缩变形过程中横梁端部的位移信号和横梁中部的力信号，即可得出金属材料的压缩性能曲线。需要指出的是，横梁端部的位移信号既包括样品高度的变化量又包括横梁受力产生的变形量。因此，样品高度的实际变化量是由横梁端部的位移量近似表征的。
对于高强度的金属测试样品，如高强度钢、钛合金和大块非晶金属样品等，试验压缩力通常可达50KN以上。此时，横梁弯曲变形量将引入不可忽略的系统误差，影响待测样品压缩性能曲线的精度。因此在测量高强度的金属测试样品时需要一种能消除试验机梁弯曲变形量的精确测量压缩变形量的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决背景技术中所述的消除万能试验机横梁变形 导致的系统误差，精确测量压缩变形量的问题，提供一种精确测量压缩变形量的装置，其特征在于，精确测量压缩变形量的装置由试验机上压头1、试验机下压头2、位移方向转换装置和引伸计3组成，所述位移方向转换装置中，压头固定卡环Ⅰ9和压头固定卡环Ⅱ10均为开口圆环，压头固定卡环Ⅰ9用紧固螺栓12和紧固螺母13穿过卡环开口的卡环紧固定孔11水平紧固在试验机上压头1上，压头固定卡环Ⅰ9下表面与试验机上压头1的上压缩平面5平行，压头固定卡环Ⅰ9上的转换杆穿过孔17的轴线与压头固定卡环Ⅰ9下表面垂直，压头固定卡环Ⅱ10用紧固螺栓12和紧固螺母13穿过卡环开口的卡环紧固定孔11水平紧固在试验机下压头2上，压头固定卡环Ⅱ10上表面与试验机下压头2的下压缩平面6平行，压头固定卡环Ⅱ10上的转换杆安装孔16与压头固定卡环Ⅱ10上表面垂直，转换杆安装孔16与转换杆穿过孔17同轴，转换杆14竖直向上不接触穿过压头固定卡环Ⅰ9上的转换杆穿过孔17，转换杆14的下端在转换杆安装孔16内，转换杆14垂直压头固定卡环Ⅱ10上表面与压头固定卡环Ⅱ10固接，测量卡头18套在转换杆14的上端，由紧固螺丝19紧固在转换杆14上，下压头测试点7和上压头测试点8在同一条垂线上分别设置在压头固定卡环Ⅱ10的外壁上和测量卡头18的外壁上，引伸计3的两个测试臂的刀口分别粘贴在下压头测试点7和上压头测试点8上；
所述转换杆14垂直压头固定卡环Ⅱ10上表面与压头固定卡环Ⅱ10固接的方式为，转换杆14的下部有一个与轴线垂直的定位台面，所述定位台面压在压头固定卡环Ⅱ10上表面上，转换杆14下端为螺纹结构并穿过转换杆安装孔16，由所述定位台面和转换杆固定螺母15将转换杆14固定在压头固定卡环Ⅱ10上。
本实用新型在测试过程中，试验机上压头1与万能试验机的横梁连接，试验机下压头2置于试验机固定位置。首先将测试样品4放置在试验机下压头2的下压缩平面6上，试验机上压头1的上压缩平面5与测试样品4接触，万能试验机横梁驱动试验机上压头1相对试验机下压头2以设定的速度压缩测试样 品4。测试样品4的上、下端面分别与试验机上压头1的上压缩平面5和试验机下压头2的下压缩平面6紧密接触。上压缩平面5和下压缩平面6的相向运动通过压头上的位移方向转换装置转换为上压头测试点8和下压头测试点7的相背运动。然后通过引伸计3对两测试点相背运动的位移量进行精确测量。该相背运动位移量与上下压缩平面的相向位移量相同，且与试验机横梁的变形无关，从而准确反映了样品高度的变化量。
本实用新型的有益效果为，消除了万能试验机横梁变形导致的系统误差，提高了样品压缩变形量的测量精度，具有结构简单、使用方便、测量精确的特点，适用于在万能试验机上对金属或非金属实验样品进行准静态和动态压缩测试。
附图说明
图1为精确测量压缩变形量的装置的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例中位移方向转换装置在下压头部分的装配示意图；
图3为本实用新型实施例中位移方向转换装置的上压头部分和下压头部分的配合示意图；
图4为本实用新型实施例中测试样品的压缩力学性能曲线。
图中，1--试验机上压头，2--试验机下压头，3--引伸计，4--测试样品，5--上压缩平面，6--下压缩平面，7--下压头测试点，8--上压头测试点，9--压头固定卡环Ⅰ，10--压头固定卡环Ⅱ10，11--卡环紧固定孔，12--紧固螺栓，13--紧固螺母，14--转换杆，15--转换杆固定螺母，16--转换杆安装孔，17--转换杆穿过孔，18--测量卡头，19--紧固螺丝。
具体实施方式
本实用新型的较佳具体实施方式如下：
如图1所示的本实用新型精确测量压缩变形量的装置的示意图，精确测量 压缩变形量的装置由试验机上压头1、试验机下压头2、位移方向转换装置和引伸计3组成，压缩测试前，将测试样品4置于上压缩平面5和下压缩平面6之间，并保持完全接触。压缩测试过程中，上压缩平面5和下压缩平面6的相向位移量由位移方向转换装置转换为上压头测试点8和下压头测试点7的相背位移量，下压头测试点7和上压头测试点8在同一条垂线上分别设置在压头固定卡环Ⅱ10的外壁上和测量卡头18的外壁上，引伸计3的两个测试臂的刀口分别粘贴在下压头测试点7和上压头测试点8上，由引伸计3测量压头测试点8和下压头测试点7的相背位移量即为样品的压缩变形量。
如图2和图3所示，位移方向转换装置中，压头固定卡环Ⅰ9和压头固定卡环Ⅱ10均为开口圆环，压头固定卡环Ⅰ9用紧固螺栓12和紧固螺母13穿过卡环开口的卡环紧固定孔11水平紧固在试验机上压头1上，压头固定卡环Ⅰ9下表面与试验机上压头1的上压缩平面5平行，压头固定卡环Ⅰ9上的转换杆穿过孔17的轴线与压头固定卡环Ⅰ9下表面垂直，压头固定卡环Ⅱ10用紧固螺栓12和紧固螺母13穿过卡环开口的卡环紧固定孔11水平紧固在试验机下压头2上，压头固定卡环Ⅱ10上表面与试验机下压头2的下压缩平面6平行，压头固定卡环Ⅱ10上的转换杆安装孔16与压头固定卡环Ⅱ10上表面垂直，转换杆安装孔16与转换杆穿过孔17同轴，转换杆14竖直向上不接触穿过压头固定卡环Ⅰ9上的转换杆穿过孔17，转换杆14的下端在转换杆安装孔16内，转换杆14垂直压头固定卡环Ⅱ10上表面与压头固定卡环Ⅱ10固接，测量卡头18套在转换杆14的上端，由紧固螺丝19紧固在转换杆14上。
转换杆14垂直压头固定卡环Ⅱ10上表面与压头固定卡环Ⅱ10固接的方式为，转换杆14的下部有一个与轴线垂直的定位台面，定位台面压在压头固定卡环Ⅱ10上表面上，转换杆14下端为螺纹结构并穿过转换杆安装孔16，由所述 定位台面和转换杆固定螺母15将转换杆14固定在压头固定卡环Ⅱ10上。
图4所示为本实施例中原始高度为5.01毫米某钛合金圆柱样品的压缩性能曲线。图中的横坐标为样品所受到的压力值，纵坐标为样品压缩变形量的测量值。实线图形为万能试验机横梁端部的位移测量数据，虚线图形为本实施例中精确测量压缩变形量装置的引伸计测得的位移测量数据。可见，横梁端部的位移测量数据所反映的样品高度变化量大于引伸计测得的位移测量数据所反映的变化量。样品变形结束时，横梁端部的位移测量数据所反映的高度变化量为3.00毫米，引伸计测得的位移测量数据反映的变化量为2.45毫米，用游标卡尺测得样品的实际变形量为2.46毫米。可见，本实施例中精确测量压缩变形量的装置能更加精确地反映压缩样品在变形过程中的实际高度变化量。
本实用新型与万能试验机配合，适用于精确测量高强度的金属测试样品或非金属测试样品的压缩变形量。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种精确测量压缩变形量的装置，其特征在于，精确测量压缩变形量的装置由试验机上压头（1）、试验机下压头（2）、位移方向转换装置和引伸计（3）组成，所述位移方向转换装置中，压头固定卡环Ⅰ（9）和压头固定卡环Ⅱ（10）均为开口圆环，压头固定卡环Ⅰ（9）用紧固螺栓（12）和紧固螺母（13）穿过卡环开口的卡环紧固定孔（11）水平紧固在试验机上压头（1）上，压头固定卡环Ⅰ（9）下表面与试验机上压头（1）的上压缩平面（5）平行，压头固定卡环Ⅰ（9）上的转换杆穿过孔（17）的轴线与压头固定卡环Ⅰ（9）下表面垂直，压头固定卡环Ⅱ（10）用紧固螺栓（12）和紧固螺母（13）穿过卡环开口的卡环紧固定孔（11）水平紧固在试验机下压头（2）上，压头固定卡环Ⅱ（10）上表面与试验机下压头（2）的下压缩平面（6）平行，压头固定卡环Ⅱ（10）上的转换杆安装孔（16）与压头固定卡环Ⅱ（10）上表面垂直，转换杆安装孔（16）与转换杆穿过孔（17）同轴，转换杆（14）竖直向上不接触穿过压头固定卡环Ⅰ（9）上的转换杆穿过孔（17），转换杆（14）的下端在转换杆安装孔（16）内，转换杆（14）垂直压头固定卡环Ⅱ（10）上表面与压头固定卡环Ⅱ（10）固接，测量卡头（18）套在转换杆（14）的上端，由紧固螺丝（19）紧固在转换杆（14）上，下压头测试点（7）和上压头测试点（8）在同一条垂线上分别设置在压头固定卡环Ⅱ（10）的外壁上和测量卡头（18）的外壁上，引伸计（3）的两个测试臂的刀口分别粘贴在下压头测试点（7）和上压头测试点（8）上。
2.根据权利要求1所述的一种精确测量压缩变形量的装置，其特征在于，所述转换杆（14）垂直压头固定卡环Ⅱ（10）上表面与压头固定卡环Ⅱ（10）固接的方式为，转换杆（14）的下部有一个与轴线垂直的定位台面，所述定位台面压在压头固定卡环Ⅱ（10）上表面上，转换杆（14）下端为螺纹结构并穿过转换杆安装孔（16），由所述定位台面和转换杆固定螺母（15）将转换杆（14）固定在压头固定卡环Ⅱ（10）上。
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