CN206523367U - 一种高速试验机 - Google Patents

Abstract

一种高速试验机，包括电源、底座、固定设置在底座上两侧的两个支撑架、两端分别固定设置在两个支撑架的顶部的横梁、沿竖直方向固定设置在横梁与底座之间的磁力拉伸装置以及设置在两个支撑架上的驱动装置，所述磁力拉伸装置包括竖直方向固定驱动装置上的固定管、穿设于固定管的金属拉杆、固定设置在金属拉杆下端的上夹具以及对应上夹具固定设置在底座上的下夹具，所述固定管的内壁设置有线圈，电源对固定管内的线圈供电，可以使线圈瞬间产生磁场，使金属拉杆受到磁力作用在固定管内上下移动，使上夹具和下夹具能够将样品拉伸作用，通过在拉杆和下面底座上的拉杆贴应变片，采集拉杆受力及应变情况，测试出试样的应力应变特性。

Description

一种高速试验机

技术领域

本实用新型涉及材料动态力学性能研究领域，特别涉及一种高速试验机。

背景技术

在各类航空航天工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中，甚至就在日常生活中，人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题，并且可以观察到，物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显著不同。了解材料在冲击加载条件下的力学喜爱那个影必将大大有助于这些材料的工程用用和工程设计。

高速试验机是一种常用的用以了解材料的特性和变形速度相关性的设备，一般速度可达每分钟数十米至数百米。现有的高速试验机一般都采用电机式驱动原理，以丝杆传动的方式带动夹持或固定在试件两端的机械装置运动，从而达到拉伸或挤压试件的目的。例如申请号为201320360717.8的实用新型专利所公开的一种金属材料拉伸试验机，包括底座和设置在底座上的拉伸装置，拉伸装置包括固定在底座上的丝杠和导柱，丝杠和导柱上设有上横梁和下横梁，上横梁的下方设置有上夹具，下横梁的上方设置有下夹具。当丝杠转动时，可使上横梁和下横梁沿丝杠传动，进而使下夹具和上夹具对加夹持在下夹具和上夹具之间的试件起到拉伸的作用。但是，该试验机受限于机械驱动，其加速度很难达到每分钟百米以上，所以很难应用于一些要求较高的材料试验要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速试验机，具有能够对瞬间对压头施加较大加速度的效果。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高速试验机，包括电源、底座、固定设置在底座上两侧的两个支撑架、两端分别固定设置在两个支撑架的顶部的横梁、沿竖直方向固定设置在横梁与底座之间的磁力拉伸装置以及设置在两个支撑架上的驱动装置，所述磁力拉伸装置包括竖直方向固定驱动装置上的固定管、穿设于固定管的金属拉杆、固定设置在金属拉杆下端的上夹具以及对应上夹具固定设置在底座上的下夹具，所述固定管的内壁设置有线圈。

通过采用上述技术方案，通过驱动装置可以将磁力拉伸装置固定设置在预设的高度，通过电源对固定管内的线圈供电，可以使线圈瞬间产生磁场，使金属拉杆在固定管内上下移动，使上夹具和下夹具能够将样品拉伸作用，和现有技术相比，通过产生磁场对金属拉杆施加磁场力使金属拉杆能够产生较快的加速度。

作为本实用新型的改进，所述驱动装置包括分别设置在两个支撑架空腔内的电机和沿竖直方向固定连接电机转轴的丝杠以及两端分别套设在丝杠上的移动板。

通过采用上述技术方案，通过丝杠传动的方式可以将金属拉杆移动到预设的高度。

作为本实用新型的改进，移动板的两端沿水平方向均设置有与支撑架内的空腔适配的导向凸部。

通过采用上述技术方案，导向凸部的设置使移动板上下移动过程中不会晃动，并保持自身的板面处于水平状态。

作为本实用新型的改进，金属拉杆位于移动板下端的部分还固定设置有一个圆形的连接板，连接板与移动板之间连接有拉力弹簧。

通过采用上述技术方案，拉力弹簧起到能够限定上压头的初始位置的特点，当施加磁场力时，上夹具在磁场力的作用下移动时，会克服弹簧力对试样做功。

作为本实用新型的改进，所述拉力弹簧至少设置为3个。

通过采用上述技术方案，拉力弹簧优选为三个，使固定上压头更为稳定。

作为本实用新型的改进，所述电源包括高压电容。

通过采用上述技术方案，通过电源可以使高压电容对线圈施加正向或反向导通回路，使线圈能够产生两个相反的磁场，使上压头完成挤压或者拉伸，同时电容为高压电容，进一步增加磁场力的大小，上压头的瞬间加速度满足一些要求较高的材料试验要求。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过驱动装置可以将磁力拉伸装置固定设置在预设的高度，通过电源对固定管内的线圈供电，可以使线圈瞬间产生磁场，使金属拉杆在固定管内上下移动，使上夹具和下夹具能够将样品拉伸作用，和现有技术相比，通过产生磁场对金属拉杆施加磁场力使金属拉杆能够产生较快的加速度。

附图说明

图1是高速试验机的轴测图；

图2是高速试验机的部分剖视图。

图中，1、电容；2、底座；3、支撑架；31、条形孔；4、横梁；41、导向孔；5、磁力拉伸装置；51、固定管；511、线圈；52、金属拉杆；521、连接板；522、拉力弹簧；53、上夹具；54、下夹具；6、驱动装置；61、电机；611、丝杠；62、移动板；621、导向凸部；622、通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是相应附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1和图2所示，一种高速试验机，包括电容1、底座2、固定设置在底座2上的两个内设空腔的支撑架3、两端分别固定设置在两个支撑架3的顶部的横梁4、沿竖直方向固定设置在横梁4与底座2之间的磁力拉伸装置5以及设置在两个支撑架3上的驱动装置6。

如图2所示，磁力拉伸装置5包括沿竖直方向固定驱动装置6上的固定管51、穿设于固定管51的金属拉杆52、固定设置在金属拉杆52下端的上夹具53以及对应上夹具53固定设置在底座2上的下夹具54，上夹具53与下夹具54的作用在于固定夹持试件的两端。其中固定管51的内壁上设置有线圈511，线圈511的两个接头分别连接电容1的两端。电容1用于储存电能，其两端可根据所储存电能释放不同方向的电流，其输出的电流通入线圈511可使线圈511产生变化的脉冲磁场，从而对金属拉杆52产生向上或向下的力，使金属拉杆52向上或向下移动。

驱动装置6的作用在于将金属拉杆52移动到预设的高度。驱动装置6包括分别设置在两个支撑架3空腔内的电机61和沿竖直方向固定连接电机61转轴的丝杠611以及两端分别套设在丝杠611上的移动板62，其中上述固定管51固定设置在移动板62上表面的中间位置上。两个支撑架3相对的面的中间位置上均设置有适于移动板62上下移动的条形孔31，条形孔31的长度方向平行于电机61的转轴的长度方向，移动板62可在电机61的驱动下沿条形孔31上下移动。

移动板62的两端沿水平方向均设置有与支撑架3内的空腔适配的导向凸部621，移动板62两端的中间位置上均设置有一个螺纹孔，移动板通过螺纹孔套设在丝杠611上，当电机带动丝杠611转动时，可使移动板62沿条形孔31上下移动。导向凸部621的作用在于：使移动板62上下移动过程中不会晃动，并保持自身的板面处于水平状态。

移动板62的中间部位设置有一个通孔622，上述金属拉杆52穿设于通孔622。金属拉杆52位于移动板62下端的部分还固定设置有一个圆形的连接板521，连接板521与移动板62之间连接有三根拉力弹簧522。其中连接板521上，固定连接拉力弹簧522的三个位置沿连接板521的周边均匀设置。当移动版在电机61的驱动下上下移动时，可通过拉力弹簧522带动连接板521以及金属拉杆52上下移动。

再如图1所示，横梁4上设置有一个适配金属拉杆52的导向孔41。导向孔41与通孔622可共同起到对金属拉杆52的导向作用，使金属拉杆52只能沿导向孔41与通孔622上下移动。

该试验机的工作过成为：

一、 使用该试验机检验试件受到拉力时的力学性能，首先调节移动板62的高度，再通过上夹具53与下夹具54将试件固定夹持试验机上，然后根据试验目的，使电容1输出正向（根据线圈511的绕线方向的不同也可以是反向）的电流，线圈511得电后会对金属拉杆52产生竖直向上的磁力，金属拉杆52在线圈511所产生的磁力的作用下克服拉力弹簧522的弹性势能向上移动，由于下夹具54固定设置在底座2上，所以上夹具53与下夹具54会对试件产生轴向的拉伸作用力，进而可以模拟检测试件在被拉伸状态下的力学性能。

二、 使用该试验机检验试件受到压力时的力学性能，首先通过电机61调节移动板62的位置，进而通过拉力弹簧522调节金属拉杆52的位置，然后将试件固定在下夹具54上，此时上夹具53距离试件具有一定的距离。根据实验目的，使电容1输出反向（根据线圈511的绕线方向的不同也可以是正向）的电流，线圈511得电后会对金属拉杆52产生竖直向下的磁力，金属拉杆52在线圈511所产生的磁力的作用下克服拉力弹簧522的弹性势能向下移动，由于下夹具54固定设置在底座2上，最终上夹具53会打在试件上，上夹具53与下夹具54会对试件产生轴向的压力，进而可以模拟检测试件在受压状态下的力学性能

相比于机械驱动的方式，本技术手段所采用的电磁驱动的方式的优点在于：电磁驱动的速度受控于电容1所提供的电流，而电容1所储存的电能可调，所以其瞬间输出的电流也可调，当电容1输出的电流增加到一定程度时，电磁驱动的速度更快；并且磁力拉伸装置5在工作过程中所产生的内部摩擦力较小，在一定程度上增加了设备的使用寿命或降低了设备的维修成本。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种高速试验机，其特征在于：包括电源、底座(2)、固定设置在底座(2)上两侧的两个支撑架(3)、两端分别固定设置在两个支撑架(3)的顶部的横梁(4)、沿竖直方向固定设置在横梁(4)与底座(2)之间的磁力拉伸装置(5)以及设置在两个支撑架(3)上的驱动装置(6)，所述磁力拉伸装置(5)包括竖直方向固定驱动装置(6)上的固定管(51)、穿设于固定管(51)的金属拉杆(52)、固定设置在金属拉杆(52)下端的上夹具(53)以及对应上夹具(53)固定设置在底座(2)上的下夹具(54)，所述固定管(51)的内壁设置有线圈(511)。

2.根据权利要求1所述的一种高速试验机，其特征在于：所述驱动装置(6)包括分别设置在两个支撑架(3)空腔内的电机(61)和沿竖直方向固定连接电机(61)转轴的丝杠(611)以及两端分别套设在丝杠(611)上的移动板(62)。

3.根据权利要求2所述的一种高速试验机，其特征在于：移动板(62)的两端沿水平方向均设置有与支撑架(3)内的空腔适配的导向凸部(621)。

4.根据权利要求2所述的一种高速试验机，其特征在于：金属拉杆(52)位于移动板(62)下端的部分还固定设置有一个圆形的连接板(521)，连接板(521)与移动板(62)之间连接有拉力弹簧(522)。

5.根据权利要求4所述的一种高速试验机，其特征在于：所述拉力弹簧(522)至少设置为3个。

6.根据权利要求1所述的一种高速试验机，其特征在于：所述电源包括高压电容(1)。