CN212301429U - 一种超声拉伸试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声拉伸试验装置，包括：支架，所述支架上设置有一换能器，所述换能器的底部设置有一变幅杆，所述变幅杆的下部设置有一超声头；所述换能器电性连接有一超声波发生器，所述换能器将超声波发生器生成的超声频电能转换成超声振动的机械能。本实用新型通过超声波发生器、换能器、变幅杆及超声头的作用，将超声传到拉伸试样上进行拉伸试验，整个试验装置结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及拉伸试验技术领域，具体涉及一种超声拉伸试验装置。
背景技术
产品微型化对零件的加工提出了更高的要求，进入二十一世纪后，微制件的研究和应用发展迅速。金属薄板微成形是制造微制件的一种重要加工方式，微成形材料的基础力学性能，对微冲压件成形工艺方法的选择和工艺参数的制定具有重要的影响。金属材料塑性成形过程中，施加不同方向、不同振幅的超声振动，会使得金属材料的力学性能发生改变，如屈服强度、抗拉强度、流动应力和变形抗力降低，材料的加工质量提高等。现有技术中的拉伸试验装置只应用在静态拉伸实验中，并不能在施加超声波的情况下试验。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供了一种超声拉伸试验装置，结构简单及操作方便。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种超声拉伸试验装置，其包括：
支架，所述支架上设置有一换能器，所述换能器的底部设置有一变幅杆，所述变幅杆的下部设置有一超声头；
所述换能器电性连接有一超声波发生器，所述换能器将超声波发生器生成的超声频电能转换成超声振动的机械能。
优选地，所述换能器为磁致伸缩换能器或压电换能器。
优选地，所述超声头与变幅杆通过螺纹连接，所述超声头由钛合金制成。
优选地，所述变幅杆将换能器传来的超声波的振幅放大，所述变幅杆由铝合金制成。
优选地，所述超声头包括连接段和工作段，所述连接段与工作段形成圆柱阶梯结构，所述连接段与工作段之间设置有过渡圆弧。
优选地，所述工作段的长度为55 mm、直径为30 mm。
优选地，所述工作段的下部沿端面铣削有一用于固定拉伸试样的平面，所述拉伸试样的外侧压合有一压板，所述压板通过螺钉固定在平面上。
优选地，所述平面的长、宽分别为24 mm、13 mm。
优选地，所述支架包括上支撑板、下支撑板，及用于上支撑板和下支撑板的连接柱。
优选地，所述上支撑板和下支撑板都通过螺帽固定在连接柱上。
与现有技术相比，本实用新型所提供的超声拉伸试验装置具有以下有益效果：
超声波发生器输出高频高压的交频振动电压，并将之加在换能器两端后，换能器将交频振动电压转换为沿压电陶瓷片厚度方向的纵向高频伸缩，进而辐射出超声振动能，并将超声振动能传输到换能器上，换能器输出的振幅传输到超声头，最后将超声传到拉伸试样上进行拉伸试验，整个结构简单，操作方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种超声拉伸试验装置较佳实施例的结构示意图。
图2是本实用新型一种超声拉伸试验装置较佳实施例中超声头的结构示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本实用新型实施例提供了一种超声拉伸试验装置，如图1所示，其包括：支架100，所述支架100上设置有一换能器200，所述换能器200的底部设置有一变幅杆300，所述变幅杆300的下部设置有一超声头400；所述换能器200电性连接有一超声波发生器500，所述换能器200将超声波发生器500生成的超声频电能转换成超声振动的机械能。
该超声拉伸试验装置的工作原理为：超声波发生器500通过与日常所用的220 V交流电连接，经过整流、滤波转换到功放电路进行信号放大，最后输出高频高压的交频振动电压，并将之加在换能器200两端。换能器200将交频振动电压转换为沿压电陶瓷片厚度方向的纵向高频伸缩，进而辐射出超声振动能，超声振动能传输到换能器200上，换能器200尾端输出的振幅比较小，再经过变幅杆300的变幅作用从而使得超声振幅变大。换能器200输出的振幅传输到超声头400，最后将超声传到拉伸试样（T2紫铜薄板）上进行拉伸试验。
超声波发生器500输出的阻抗需要与换能器200的输入阻抗相匹配，频率调节范围与超声振动系统频率变化范围相适应且可调，能实时的跟踪换能器200的谐振频率，并具有“声反馈”频率跟踪功能。
具体实施时，所述换能器200为磁致伸缩换能器或压电换能器，比如可以选用4片Ф50 mm×Ф20 mm×6 mm压电陶瓷片作为换能器200的主体。
具体实施时，所述超声头400与变幅杆300通过螺纹连接，所述超声头400由钛合金制成。
具体实施时，所述变幅杆300将换能器200传来的超声波的振幅放大，所述变幅杆300由铝合金制成。
具体实施时，如图2所示，所述超声头400包括连接段401和工作段402，所述连接段401与工作段402形成圆柱阶梯结构，所述连接段401与工作段402之间设置有过渡圆弧403，所述工作段402的长度为55 mm、直径为30 mm，所述工作段402的下部沿端面铣削有一用于固定拉伸试样的平面404，所述拉伸试样的外侧压合有一压板405，所述压板405通过螺钉406固定在平面404上，所述平面404的长、宽分别为24 mm、13 mm。
具体实施时，如图1所示，所述支架100包括上支撑板101、下支撑板102，及用于上支撑板101和下支撑板102的连接柱103，所述上支撑板101和下支撑板102都通过螺帽104固定在连接柱103上。
支架100是用来连接Zwick万能试验机并固定该拉伸试验装置，其与Zwick万能试验机通过销钉连接，支架100由铝合金制成。
综上所述，本实用新型公开了一种超声拉伸试验装置，超声波发生器输出高频高压的交频振动电压，并将之加在换能器两端后，换能器将交频振动电压转换为沿压电陶瓷片厚度方向的纵向高频伸缩，进而辐射出超声振动能，并将超声振动能传输到换能器上，换能器输出的振幅传输到超声头，最后将超声传到拉伸试样上进行拉伸试验，整个结构简单，操作方便。
显然，以上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，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超声拉伸试验装置，其特征在于，包括：
支架，所述支架上设置有一换能器，所述换能器的底部设置有一变幅杆，所述变幅杆的下部设置有一超声头；
所述换能器电性连接有一超声波发生器，所述换能器将超声波发生器生成的超声频电能转换成超声振动的机械能。
2.根据权利要求1所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述换能器为磁致伸缩换能器或压电换能器。
3.根据权利要求1所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述超声头与变幅杆通过螺纹连接，所述超声头由钛合金制成。
4.根据权利要求1所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述变幅杆将换能器传来的超声波的振幅放大，所述变幅杆由铝合金制成。
5.根据权利要求1所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述超声头包括连接段和工作段，所述连接段与工作段形成圆柱阶梯结构，所述连接段与工作段之间设置有过渡圆弧。
6.根据权利要求5所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述工作段的长度为55 mm、直径为30 mm。
7.根据权利要求6所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述工作段的下部沿端面铣削有一用于固定拉伸试样的平面，所述拉伸试样的外侧压合有一压板，所述压板通过螺钉固定在平面上。
8.根据权利要求7所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述平面的长、宽分别为24mm、13 mm。
9.根据权利要求1所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述支架包括上支撑板、下支撑板，及用于上支撑板和下支撑板的连接柱。
10.根据权利要求9所述的超声拉伸试验装置，其特征在于，所述上支撑板和下支撑板都通过螺帽固定在连接柱上。
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