CN206787906U - 一种可调多适型三点弯曲试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可调多适型三点弯曲试验装置，包括上压头、下压头、底座；底座上设有T型槽；T型槽上设有两个T型螺母，T型螺母可在T型槽内滑动；T型螺母的顶部和侧面分别设有螺纹孔；下压头包括垂直部和水平部；垂直部的顶部用于放置试验件；水平部上设有通孔，通孔通过螺栓与T型螺母的顶部螺纹孔连接；T型槽内还设有两个细纹长螺栓，两个细纹长螺栓的头部分别露出于T型槽的两端外，两个细纹长螺栓的螺杆分别与两个T型螺母的侧面螺纹孔配合；旋转细纹长螺栓的头部可调整下压头在T型槽中的位置。本实用新型可通过更换压头适应多类三点弯曲试验，亦可通过更换上压头的和底座支撑以适应不同试验机夹具，具有稳定性高，操作简单等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于材料力学性能测试与表征技术领域，具体涉及一种可调多适型三点弯曲试验装置。
背景技术
近年来，随着复合材料性能的相关研究不断取得进步，愈来愈多的复合材料被运用到航空，航天，军事等领域，材料的研究方法也值得进一步改善，以提高研究效率。虽然试验方案不能改变，但是可以通过改善试验用具来提高科研效率。因此，改善试验用具成为国内外大多数学者研究新兴复合材料的必经之路。
材料的弯曲性能、层间剪切性能和断裂韧性Ⅱ型性能等都是通过三点弯曲的试验方式来测得的。三点弯曲定义是测量材料弯曲性能的一种试验方法，国内现对这类试验的实验方法是简单的将条状试样平放于弯曲试验夹具中，形成简支梁形式，支撑试样的两个下支撑点间的距离视试样长度可调，而试样上方只有一个加载点。
由于不同试验需要的上、下压头的半径不同和两个下压头之间的距离不同，致使每次都要设计不同的夹具增加很多不必要的工作量，经济成本也提高了很多；夹具压头之间调节以往都是人为的进行手动移动，很多位置会有些偏差，增大了试验的误差。
由于三点弯曲类试验相对简单，很多人进行三点弯曲类试验时对夹具的设计过于疏忽，致使测得的试验结果很不准确。现有技术中的三点弯曲试验装置包括底座、固定设置在底座上的用于支撑测试试验件的二个支撑座及位于支撑座上方且用于对试验件产生加载力的压头，两个支撑座设置在压头的两侧。试验时，将试验件的两端分别放置在两支撑座上，压头对试验件向下压对试验件产生向下作用力将试验件向下顶弯，进行试验件的三点弯曲试验。这种夹具往往只能进行一种三点弯曲试验，施载压头和支撑压头无法保证是竖直的，试验时支撑压头之间的跨距进行调节时，两压头之间距离手动调节可能不准确且可能不平行。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种可调多适型三点弯曲试验装置，可以通过更换压头从而适应多类三点弯曲试验，亦可通过更换上压头柱和底座支撑以适应不同试验机压头，减少因试验件三点弯曲而影响试验数据准确性的弊端，具有稳定性高，操作简单等特点。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种可调多适型三点弯曲试验装置，包括上压头、两个下压头；还包括底座；所述底座上设有T型槽；T型槽上设有两个T型螺母，所述T型螺母可在T型槽内滑动；所述T型螺母的顶部和侧面分别设有螺纹孔；所述下压头包括垂直部和水平部；所述垂直部的顶部用于放置试验件；所述水平部上设有通孔，所述通孔通过螺栓与T型螺母的顶部螺纹孔连接；所述T型槽内还设有两个细纹长螺栓，所述两个细纹长螺栓的头部分别露出于T型槽的两端外，所述两个细纹长螺栓的螺杆分别与两个T型螺母的侧面螺纹孔配合；旋转细纹长螺栓的头部可调整下压头在T型槽中的位置。
进一步的，所述上压头包括三角块和与三角块底面连接矩形块；试验时，试验机的上夹持端夹持矩形块，三角块的顶边与试验件贴合。
进一步的，所述底座下方设有底座支撑，试验时，试验机的下夹持端夹持底座支撑。
进一步的，所述底座上设有刻度线。
进一步的，所述底座两端分别设有挡板，挡板上设有通孔，供细纹长螺栓的螺杆通过，同时起定位作用，使细纹长螺母避免在使用时从一侧滑出。
进一步的，所述底座的两侧分别设置与T型槽平行的矩形长条，两侧矩形长条分别与下压头的两侧贴合，用以限制下压头移动时发生转动。
本实用新型的有益效果为：
1)因为压头可以进行更换，所以适合多类的三点弯曲试验，如：弯曲性能试验、短梁层间剪切强度试验、断裂韧性Ⅱ型试验等。
2)通过旋转细纹长螺栓来调节两个下压头之间的距离，可以精确调整下压头的位置，而且拧紧螺栓后两个下压头就不会再移动。
3)底座两侧设有矩形长条，可以防止在旋转细纹长螺栓来移动下压头的过程中，下压头发生偏斜。
4)上压头设计成两侧突出的T形形状，底座支撑和底座连接在一起也是T形形状，由于试验机夹具是标准水平的，将上压头和底座支撑抵在试验机夹具上，保证了上压头是竖直向下的，也保证了底座上平面是水平的。
5)减少了制作夹具的重复性。
附图说明
图1三点弯曲试验装置的立体图；
图2三点弯曲试验装置的剖面图；
图3三点弯曲试验装置上压头的立体图；
图4三点弯曲试验装置底座的立体图；
图5三点弯曲试验装置下压头的立体图；
图6三点弯曲试验装置上、下挡板的立体图；
图7三点弯曲试验装置T形螺母的立体图；
图8三点弯曲试验装置底座支撑的立体图；
图9三点弯曲试验装置细纹长螺母的立体图；
图中：1、上压头；1-1、三角块；1-2、矩形块；2、下压头；2-1、垂直部；2-2、水平部；2-3、通孔；3、底座；4、上挡板；5、下挡板；6、T型螺母；6-1、顶部螺纹孔；6-2、侧面螺纹孔；7、底座支撑；8、细纹长螺栓；9、螺栓；10、六角螺栓；11、T型槽；12、刻度线；13、限位孔；14、矩形长条。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型三点弯曲试验装置做进一步详细说明。
如附图1、2所示，本实用新型包括上压头1、两个下压头2、底座3；所述底座3上设有T型槽11；T型槽11上设有两个T型螺母6，所述T型螺母6可在T型槽11内滑动；所述T型螺母6的顶部和侧面分别设有顶部螺纹孔6-1、侧面螺纹孔6-2；所述下压头2包括垂直部2-1和水平部2-2；所述垂直部2-1的顶部用于放置试验件；所述水平部2-2上设有通孔2-3，所述通孔2-3通过螺栓9与T型螺母6的顶部螺纹孔6-1连接；所述T型槽11内还设有两个细纹长螺栓8，所述两个细纹长螺栓8的头部分别露出于T型槽11的两端外，所述两个细纹长螺栓8的螺杆分别与两个T型螺母6的侧面螺纹孔6-2配合；通过旋转细纹长螺栓8的头部可调整下压头2在T型槽11中的位置。
在底座3左右两端分别开有矩型通槽，用于放置上挡板4和下挡板5。上挡板4和下挡板5的一个边上均设有半圆形缺口，下挡板5的圆弧一侧向上，上挡板4的圆弧一侧向下，依次插入矩形通槽内两个相对的半圆形缺口形成限位孔13，供细纹长螺栓的螺杆通过，而细纹长螺母8在螺纹末端车削环形槽，与上5、下挡板6所组成限位孔定位配合，使细纹长螺母8避免在使用时从一侧滑出。
底座3下方通过六角螺栓10连接底座支撑7。底座3前后两侧凸起的矩形长条14，两侧矩形长条14分别于下压头2的两侧贴合，能保证下压头2在预定的轨道上滑动，且保持水平。下压头2上设有刻度线12，将试验件放置在下压头2上时，使左右下压头2上的试验件对准刻度线12上相同的刻度，这样可以保证试验件放置时不会发生偏斜。
上压头1包括三角块1-1和与三角块1-1底面连接矩形块1-2；试验时，试验机的上夹持端夹持矩形块1-2，三角块1-1的顶边与试验件贴合。由于试验机夹具是标准水平的，将上压头1和底座支撑7抵在试验机夹具上，保证了上压头1是竖直向下的，也保证了底座3上平面是水平的。
因为有时候跨距是并不是一个整数，而手动调节一是麻烦，二是不精确，这样试验误差就很大，这时候就需要使用细纹长螺栓8，往往转动一圈，下压头才移动0.2mm左右，保证了实验结果的准确性。
本实用新型三点弯曲试验装置的工作原理：
在对试验件进行受力测试前，首先根据不同试验要求换上所需下压头(螺母不拧紧)。左右两边转动细纹长螺母将底座压头移动到试验所需位置；其次将该三点弯曲试验装置上压头安装在试验机上夹持端上，底座支撑与试验机的下夹持端相连，把试验件平放在三点弯曲试验装置下压头上，使左右下压头上的试验件对准刻度线上相同的刻度，完成装夹。
试验时，试验机的上夹持端带动上压头向下运动，通过电脑终端控制压头以一定的速度下压，对试验件产生向下的作用力，将试验件向下顶弯，进行试验件的三点弯曲试验。试验件在弯曲过程中，试验件与下压头两端接触，受到向上的支撑力，由于上压头速度较低且试验件对称，压力缓慢增加，试验件一般不会产生滑动现象，最终完成正确的三点弯曲状态。
试验过程的描述：取纤维树脂基复合材料断裂韧性Ⅱ型试验进行叙述；
试验件准备：纤维树脂基复合材料矩形板单向铺层数为24层，尺寸为140mm*25mm*3mm一块，在试验件一端12-13层之间预制一个厚度不大于0.05mm且长度为40mm平整裂纹。
试验件安装：先通过旋转细纹长螺母来调整三点弯曲试验装置两个下压头的跨距为70mm(夹具表面上有刻度尺)，左侧下压头与试验件的接触点到试验件预制裂纹根部的距离大于等于25mm，试验件在两个下压头上的刻度线上的位置一样，开启试验机使试验件预制裂纹扩展5mm左右后，停止加载，取下试验件，继续旋转细纹长螺栓使两个下压头之间的跨距为100mm，左侧下压头与试验件的接触点到试验件预制裂纹根部的距离大于等于25mm。
试验件测试：启动试验机，保持压头以试验要求速度加载，当试验件发生失效时，实验结束，观察载荷-加载点挠度曲线。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种可调多适型三点弯曲试验装置，包括上压头、两个下压头、底座；其特征在于，所述底座上设有T型槽；T型槽上设有两个T型螺母，所述T型螺母可在T型槽内滑动；所述T型螺母的顶部和侧面分别设有螺纹孔；所述下压头包括垂直部和水平部；所述垂直部的顶部用于放置试验件；所述水平部上设有通孔，所述通孔通过螺栓与T型螺母的顶部螺纹孔连接；所述T型槽内还设有两个细纹长螺栓，所述两个细纹长螺栓的头部分别露出于T型槽的两端外，所述两个细纹长螺栓的螺杆分别与两个T型螺母的侧面螺纹孔配合；旋转细纹长螺栓的头部可调整下压头在T型槽中的位置。
2.根据权利要求1所述的一种可调多适型三点弯曲试验装置，其特征在于，所述上压头包括三角块和与三角块底面垂直连接的矩形块；试验时，试验机的上夹持端夹持矩形块，三角块的顶边与试验件贴合。
3.根据权利要求1所述的一种可调多适型三点弯曲试验装置，其特征在于，所述底座下方设有底座支撑，试验时，试验机的下夹持端夹持底座支撑。
4.根据权利要求1所述的一种可调多适型三点弯曲试验装置，其特征在于，所述底座上设有刻度表。
5.根据权利要求1所述的一种可调多适型三点弯曲试验装置，其特征在于，所述底座两端分别设有挡板，挡板上设有通孔，供细纹长螺栓的螺杆通过，同时起定位作用，使细纹长螺母避免在使用时从一侧滑出。
6.根据权利要求1所述的一种可调多适型三点弯曲试验装置，其特征在于，所述底座的两侧分别设置与T型槽平行的矩形长条，两侧矩形长条分别与下压头的两侧贴合，用以限制下压头移动时发生转动。
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| PL425187A1 (pl) * | 2018-04-11 | 2019-10-21 | Politechnika Śląska | Sposób ujawniania eksploatacyjnych uszkodzeń łańcuchów górniczych i przyrząd do realizacji sposobu |
| CN113418772A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-21 | 北京航空航天大学 | 一种结构传载一体化的复合材料三点弯曲夹具及使用方法 |
| CN113977489A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-01-28 | 株洲时代瑞唯减振装备有限公司 | 一种用于轨道车辆v型弹簧单件刚度试验工装 |
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