CN210719963U - 一种分离式单轴加载力学振动试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分离式单轴加载力学振动试验装置，主要包括固定端基座、加载端基座、悬挂杆、固定端悬挂支架、加载端悬挂支架、加载软绳、数显拉力计；固定端悬挂支架、加载端悬挂支架分别固定于固定端基座和加载端基座的顶部，悬挂杆两端分别与固定端悬挂支架、加载端悬挂支架固定，待测试件一端通过加载软绳与固定端基座固定连接，另一端通过另一加载软绳连接数显拉力计后绕过轴轮连接于加载件上，待测试件可以通过悬挂绳悬于悬挂杆上，悬挂杆可自由拉伸。本实用新型装置可以水平或竖直安装，能够灵活应对多种试验环境；且与常见拉伸试验机的硬夹头和刚性加载的方式不同，本装置采用软绳加载，对试件的振动性能影响小，特别是自由边界的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种分离式单轴加载力学振动试验装置，尤其适用于细长型软/硬结构在低载荷拉伸作用下的力学振动试验分析。
背景技术
力学拉伸试验机在力学测试中的用途非常广泛。已有的拉伸试验机要么体积大、载荷高、成本高，且夹头对试件的振动特性影响很大；要么体积小、载荷低、只能用于测试小尺寸的丝状或膜状试件的性能。当需要测试细长型试件（比如杆和梁等）在轴向拉伸作用下的振动特性时，试件在长度方向上尺寸大，其他方向上较小，同时对边界非常敏感，理想的加载装置应当能够适用不同长度的试件，同时加载边界对试件本身的振动影响小，已有的拉伸试验机难以满足要求。
针对现有拉伸试验机的不足，本实用新型一方面采取分离式设计方式，将固定端与加载端分开固定在需要的位置，并且可以水平或竖直安装，能够灵活应对多种试验环境；另一方面，与常见拉伸试验机的硬夹头和刚性加载的方式不同，本装置采用软绳加载，对试件的振动性能影响小，特别是自由边界的情况。最后，本装置可以直接固定在常用试验台上，通过旋转加载螺丝调整加载力度，拥有试验方便、使用简单和成本低等优点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有拉伸试验机的不足，提供一种分离式单轴加载力学振动试验装置。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种分离式单轴加载力学振动试验装置，固定端基座、加载端基座、悬挂杆、固定端悬挂支架、加载端悬挂支架、加载软绳、数显拉力计；固定端悬挂支架、加载端悬挂支架分别固定安装于固定端基座和加载端基座的顶部，且二者平行，悬挂杆两端分别与固定端悬挂支架、加载端悬挂支架固定，待测试件的一端通过一根加载软绳与固定端基座固定连接，另一端通过另一加载软绳连接数显拉力计后绕过安装于加载端基座上的轴轮连接于加载件上，待测试件可以通过弹性悬挂软绳悬于悬挂杆上，悬挂杆在靠近加载端的非悬挂部位可自由拉伸。
上述技术方案中，进一步的，所述的悬挂杆包括悬挂杆套和悬挂杆芯，悬挂杆芯插入悬挂杆套内组成伸缩套杆结构。
进一步的，所述的加载件包括加载螺丝和加载凸台，加载软绳绕过轴轮后与加载螺丝端部连接，加载凸台固定于加载端基座侧面，上开有螺纹孔，加载螺丝与螺纹孔相配合。
进一步的，所述的轴轮包括轴杆、转轮，轴杆两端固定于加载端基座上，转轮套于轴杆外，通过轴承与轴杆连接，可相对轴杆自由转动。
进一步的，所述的固定端基座和加载端基座都设置有肋板，可通过螺栓固定于试验台。
进一步的，所述的弹性悬挂软绳通常采用橡皮筋。
进一步的，所述的加载软绳通常采用尼龙绳，且根据试验所需拉力不同选择不同的直径，如：拉力为0-200N采用直径2mm的尼龙绳，200-400N采用直径3mm的尼龙绳，400-1000N采用直径4mm的尼龙绳。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型装置采用固定端与加载端分离式设计，且根据试验条件自由安装，可以水平或竖直安装试验，能够适用于更多情况下的加载与振动试验；
（2）本实用新型装置采用软绳施加加载，可以有效减少加载边界对待测试件振动性能的影响；且通过数显拉力计显示加载力度，通过手动调节加载螺丝改变加载大小，操作简单，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是一种分离式单轴加载力学振动试验装置的正视图；
图2是一种分离式单轴加载力学振动试验装置滑轮部分的轴测图；
图3是一种分离式单轴加载力学振动试验装置的俯视图；
图4是一种分离式单轴加载力学振动试验装置的侧视图；
图5是一种分离式单轴加载力学振动试验装置的轴测图。
图中：1、固定端基座；2、软绳固定螺丝；3、固定端悬挂支架；4、悬挂杆套；5、悬挂杆芯；7、加载端悬挂支架；13、加载软绳；8、加载螺丝；9、加载凸台；10、长螺丝；11、肋板；12、加载端基座；6、数显拉力计；14、待测试件；15、弹性悬挂软绳；16、固定螺帽；17、轴轮；18、轴杆；19、轴承；20、短螺丝。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1、3所示实例中，一种分离式单轴加载力学振动试验装置主要包括固定端基座1，固定端基座1上表面可安装两颗软绳固定螺丝2，固定端悬挂支架3通过两颗短螺丝20固定在固定端基座1上表面，悬挂杆套4一端固定于固定端悬挂支架3上，悬挂杆芯5一端固定安装于加载端悬挂支架7上，另一端插入悬挂杆套4内组成伸缩套杆结构，加载端悬挂支架7通过两颗短螺丝20固定在加载端基座12上表面，通过连接加载软绳13依次连接软绳固定螺丝2、待测试件14和数显拉力计6，并且绕过设于加载端基座上的轴轮17后与加载螺丝8端部连接，加载螺丝8与加载端基座12上的加载凸台9通过螺纹连接，固定端基座1和加载端基座12可以通过长螺丝10固定安装在试验台上，两基座上都可以增设有肋板11用以增加稳定性，轴轮17内部安装两个轴承19，轴杆18穿过轴承19，并用固定螺帽16固定在加载端基座12上，轮体套装在轴杆外，可通过轴承实现相对轴杆的自由转动（如图2）。
当拉伸力度较小时，需要用弹性悬挂软绳15将待测试件14悬挂于悬挂杆上，当拉伸力度较大足以拉起待测试件14时，可以选择不悬挂。
所述分离式单轴加载力学振动试验装置中，固定端基座1和加载端基座12通常采用密度较大的金属材料如铸铁或不锈钢制造，并通过肋板11和各五颗长螺丝10牢固地固定在试验台上，降低本装置基座的共振频率，减小对待测试件振动试验的影响。伸缩套杆结构由悬挂杆套4与悬挂杆芯5组成由轻质铝合金制成，其长度可以伸缩，用以悬挂待测试件和其他仪器。弹性悬挂软绳15需要使用弹性较好的柔软材料如橡皮筋，以减少对振动的影响。拧紧软绳固定螺丝2用来快速方便地固定加载软绳13。加载软绳13需要选用柔软且弹性差的材料如尼龙绳等，并且根据拉伸力度大小选择线径，如0-200N选2mm、200-400N选3mm、400-1000N选4mm的尼龙绳等，在强度允许的范围内尽量选细的，以减少对振动的影响。加载螺丝8需采用高强度钢制造，螺纹间距小，以精确控制加载力度。
采用本实用新型的装置进行试验的步骤如下：
（1）根据待测试件的尺寸确定固定端基座和加载端基座的安装距离，并选择水平安装或者竖直安装；当竖直安装时，不需要安装悬挂部分（悬挂杆和弹性悬挂软绳），竖直安装如图4所示；当水平安装且加载拉力较小时，需要安装悬挂部分用来悬挂待测试件，如图5所示，拉力大时，可以不用悬挂；
（2）根据所需拉力大小选择合适的数显拉力计和加载用的连接绳（即加载软绳）。根据拉力大小选择不同线径的软绳，尽量选择较细的软绳，效果更好；根据拉力大小选择合适的拉力计，尽量选择质量轻、量程合适且精度高的仪器；
（3）根据试件情况选择试件与软绳连接的方法。当试件两端有适合的连接点时，用软绳直接连接；否则，当试件两端可以钻小孔时，通过钻孔然后用软绳穿过小孔施加拉力，这种加载方式简单，且加载边界影响小，对振动方向无位移约束时尤为适用；当不适合钻小孔时，需要根据试件3D打印相应的夹头。夹头的边界影响较大，对试件振动特性有一定影响；
（4）安装好设备，调节软绳长度和加载螺丝至刚好拉紧。按实验需要安装激振器和传感器等振动实验设备，准备进行试验；
（5）根据试验要求，调节加载螺丝改变拉力大小，并进行试件振动测试；
（6）若是要进行不同试件和不同加载方向的实验，重复（1）、（2）、（3）、（4）和（5）即可。
以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种分离式单轴加载力学振动试验装置，其特征在于，主要包括固定端基座（1）、加载端基座（12）、悬挂杆、固定端悬挂支架（3）、加载端悬挂支架（7）、加载软绳（13）、数显拉力计（6）；固定端悬挂支架（3）、加载端悬挂支架（7）分别固定安装于固定端基座（1）和加载端基座（12）的顶部，且二者平行，悬挂杆两端分别与固定端悬挂支架（3）、加载端悬挂支架（7）固定，待测试件的一端通过一根加载软绳（13）与固定端基座（1）固定连接，另一端通过另一加载软绳（13）连接数显拉力计（6）后绕过安装于加载端基座（12）上的轴轮连接于加载件上，待测试件可以通过弹性悬挂软绳（15）悬于悬挂杆上，悬挂杆在靠近加载端的非悬挂部位可自由拉伸。
2.根据权利要求1所述的分离式单轴加载力学振动试验装置，其特征在于，所述的悬挂杆包括悬挂杆套（4）和悬挂杆芯（5），悬挂杆芯（5）插入悬挂杆套（4）内组成伸缩套杆结构。
3.根据权利要求1所述的分离式单轴加载力学振动试验装置，其特征在于，所述的加载件包括加载螺丝（8）和加载凸台（9），加载软绳（13）绕过轴轮后与加载螺丝端部连接，加载凸台（9）固定于加载端基座（12）侧面，上开有螺纹孔，加载螺丝与螺纹孔相配合。
4.根据权利要求1所述的分离式单轴加载力学振动试验装置，其特征在于，所述的轴轮包括轴杆（18）、转轮，轴杆（18）两端固定于加载端基座（12）上，转轮套于轴杆外，通过轴承（19）与轴杆（18）连接，可相对轴杆自由转动。
5.根据权利要求1所述的分离式单轴加载力学振动试验装置，其特征在于，所述的固定端基座和加载端基座都设置有肋板，可通过螺栓固定于试验台。
6.根据权利要求1所述的分离式单轴加载力学振动试验装置，其特征在于，所述的弹性悬挂软绳（15）采用橡皮筋。
7.根据权利要求1所述的分离式单轴加载力学振动试验装置，其特征在于，所述的加载软绳采用尼龙绳，且根据试验所需拉力不同选择不同的直径，拉力为0-200N采用直径2mm的尼龙绳，200-400N采用直径3mm的尼龙绳，400-1000N采用直径4mm的尼龙绳。
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