CN205538465U - 一种用于测定材料真实应力的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测定材料真实应力的装置，包括激光测距装置和显示器；激光测距装置包括环形基座，该环形基座为环形壳体；环形壳体平均分为多个单元壳体，每个单元壳体中安置有一个小型激光测距仪；每个小型激光测距仪对应的环形基座的内侧上开有一开口，每个开口上均覆盖有透明挡板；每个小型激光测距仪的数据传输线连接到数据传输总线；数据传输总线的输出端有数据线接口；显示器包括显示屏和显示器数据线；本实用新型利用激光测距原理测定试件各个表面点与测距仪距离的变化，用于计算试件截面面积，从而计算材料真实应力。通过设置手柄使得整个装置更加稳定，保证整个实验过程装置无位移。

Description

一种用于测定材料真实应力的装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量和计算装置，具体涉及一种用于测定材料真实应力的装置。

背景技术

在使用万能机测定材料应力应变曲线时时，一般均采用测定其名义应变、名义应力的值，即认为在整个拉伸和压缩过程中截面面积保持不变，计算得到的应力应变。但是实际拉伸变形是有颈缩的，因此单纯的比例关系意义是不大的，而由此绘出的应力应变图也可能给人带来一些容易产生误解的信息，比如让人误认为过了极限应力点材料本身的性能会下降，但实际上在断口处面积(这个面积才代表拉断瞬间真正的受应力面)是非常小的，因而材料的真实强度时上升了的也就是材料硬化。真实应变是指材料所受万能机的拉力或者压力与某一时刻真实的截面面积的比值。但是由于万能机并不具有实时测定试件某个或几个截面面积的功能，使得材料真实应力的测定存在困难。现阶段采用的名义应力和真实应力换算公式基于体积不变理论，与实际情况存在出入，使得换算结果并不准确。而现在有限元软件如ABAQUS等进行力学分析中要求用户输入完整的真实应力应变曲线，因此有必要设计一种测定材料实时截面面积以获取真实应力的测量装置，为有限元软件提供准确的本构模型参数。

发明内容

本实用新型的目的在于，提出一种用于测定材料真实应力的装置，该装置通过实时测定试件截面几何尺寸，用于计算试件真实应力，从而为各类有限元软件建立本构模型服务。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于测定材料真实应力的装置，包括激光测距装置和显示器；激光测距装置包括环形基座，该环形基座为环形壳体；环形壳体平均分为多个单元壳体，每个单元壳体中安置有一个小型激光测距仪；每个小型激光测距仪对应的环形基座的内侧上开有一开口，每个开口上均覆盖有透明挡板；环形基座上设有一与环形壳体相通的数据线接口；每个小型激光测距仪的数据传输线连接数据传输总线；数据传输总线的输出端有数据线接口；显示器包括显示屏和显示器数据线；显示屏通过显示器数据线与激光测距装置的数据传输总线的数据线接口连接。

进一步的，所述环形壳体中的一周均匀分为20个单元壳体。

进一步的，所述环形基座外侧对称安装有两个手柄，手柄用于将环形基座固定在万能机上。

进一步的，所述手柄采用可伸缩杆，手柄的长度能够调节。

进一步的，所述环形基座的材料为塑料、橡胶或金属。

进一步的，所述开口的形状为矩形。

本实用新型具有以下优点：

1、利用激光测距原理测定试件各个表面点与测距仪距离的变化，以确定各点实时的空间位置，进而获得任何时间任何外加力作用下的截面面积。

2、通过设置手柄使得整个装置更加稳定，保证整个实验过程装置无位移。

3、可替换不同精度的小型激光测距仪来满足精度要求，适用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为单元壳体中设置的小型激光测距仪的示意图。

图3为本实用新型在实际工作中的安装位置示意图。

附图标记：

1—激光测距装置；2—单元壳体；2-1—小型激光测距仪；2-2—透明挡板；2-3—数据传输线；3—数据传输总线；4—数据线接口；5—手柄；6—显示屏数据线；7—显示器；8—显示屏；9—试件；10—万能机；11-用于测定材料真实应力的装置。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的用于测定材料真实应力的装置，包括激光测距装置1和显示器7；

激光测距装置1包括环形基座，该环形基座为环形壳体；环形壳体均匀分为20个单元壳体2，每个单元壳体2中安置有一个小型激光测距仪2-1；每个小型激光测距仪2-1对应的环形基座的内圆上开有一开口，每个开口上均覆盖有透明挡板2-2；透明挡板2-2是为了不影响小型激光测距仪2-1的测距工作同时防止飞溅的材料破坏小型激光测距仪2-1。

环形基座上设有一与环形壳体相通的数据线接口4；每个小型激光测距仪2-1的数据传输线2-3连接数据传输总线3；数据传输总线3有输出端由数据线接口4。

显示器7包括用于显示20个激光测距仪读数的显示屏8和显示器数据线6；显示器7通过显示器数据线6(连接线6)与激光测距装置的数据传输总线3连接；显示器数据线6用于接受激光测距装置所测得的数据即数据传输总线3输出的数据；

可选的，环形基座外侧对称安装有两个手柄5，手柄5用于将环形基座固定在万能机上。

可选的，手柄5采用可伸缩杆，手柄5的长度可调节以适应各型号的万能机。

可选的，环形基座的材料为塑料、橡胶或金属。

可选的，开口为矩形。

本实施例中，对于显示器7所得每个时刻的20个距离读数，操作人员根据对应距离建立坐标系，确定试件相应各点的空间位置，从而确定试件截面面积，计算对应时刻的真实应力。

本实用新型在使用时，按照以下操作步骤进行：

步骤1、将待测试件9安置于万能机10规定位置；

步骤2、将用于测定材料真实应力的装置11安置于试件中部的位置，参照图3；

步骤3、打开激光测距装置1，记录万能机10未启动时用于显示20个激光测距仪读数的显示屏8上的读数；

步骤4、启动万能机10，记录各时刻万能机10施加于试件9的拉力并由操作人员记录，同时记录显示20个激光测距仪读数的显示屏8上的读数，由操作人员根据读数计算对应面积；

步骤5、将上述步骤4中所得拉力值除以面积即得试件在该时刻的真实应力。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于测定材料真实应力的装置，包括激光测距装置和显示器；激光测距装置包括环形基座，该环形基座为环形壳体；环形壳体平均分为多个单元壳体，每个单元壳体中安置有一个小型激光测距仪；每个小型激光测距仪对应的环形基座的内侧上开有一开口，每个开口上均覆盖有透明挡板；环形基座上设有一与环形壳体相通的数据线接口；每个小型激光测距仪的数据传输线连接数据传输总线；数据传输总线的输出端有数据线接口；显示器包括显示屏和显示器数据线；显示屏通过显示器数据线与激光测距装置的数据传输总线的数据线接口连接。

2.如权利要求1所述的用于测定材料真实应力的装置，其特征在于，所述环形壳体中的一周均匀分为20个单元壳体。

3.如权利要求1或2所述的用于测定材料真实应力的装置，其特征在于，所述环形基座外侧对称安装有两个手柄，手柄用于将环形基座固定在万能机上。

4.如权利要求3所述的用于测定材料真实应力的装置，其特征在于，所述手柄采用可伸缩杆，手柄的长度能够调节。

5.如权利要求1或2所述的用于测定材料真实应力的装置，其特征在于，所述环形基座的材料为塑料、橡胶或金属。

6.如权利要求1或2所述的用于测定材料真实应力的装置，其特征在于，所述开口的形状为矩形。