[实用新型]一种大功率高速拉伸试验装置

说明书

一、技术领域

本发明属于材料的动态性能测试技术领域，具体是一种大功率高速拉伸试验装置。

二、背景技术

弹性橡胶在短距拦截过程中起到吸收能量的作用，但由于整个拦截过程作用时间较短，属于瞬态过程，弹性拦阻索在拦阻过程中受到的是动态载荷，因此其在动态载荷下的拉伸力学性能是拦阻机构设计的关键。常规的实验方法只能获得其在静态载荷下的力学性能，测量材料动态拉伸力学性能的Hopkinson拉杆实验装置只能对试样施加较小伸长量。由于弹性索类超弹性材料的极限伸长很大，传统的加载方法很难保证在恒拉伸速率下对该类材料施加很大的拉伸位移，也无法获得类似于弹性索这样的超弹性材料在动态载荷下完整的力学特性。

三、发明的内容

为克服现有技术中存在的不能获得弹性索类超弹性材料在动态载荷下完整的力学特性的不足，本发明提出了一种大功率高速拉伸试验装置。

为实现上述目的，本发明采用大功率高速电机，包括调速电机、联轴器、质量盘、离合器、转盘、牵引钢丝绳、前拉伸夹具、后拉伸夹具、支架和载荷传感器，其中，载荷传感器的一端固定在支架上，另一端与后拉伸夹具固连。在支架的水平平板上，固定安装有一剖面为“凹”形的导向槽，前拉伸夹具安装在该导向槽内，并能够沿导向槽运动；导向槽两侧有连续位移测量系统，以测量拉伸变形。调速电机通过联轴器与质量盘的轴一端相连，质量盘轴的另一端通过离合器与周向具有凹槽的转盘相连；牵引钢丝绳的一端固连在转盘的凹槽底部，另一端固定在前拉伸夹具的前端。试样安装在前拉伸夹具和后拉伸夹具之间。当牵引钢丝绳拉紧时，试验系统的牵引钢丝绳、前拉伸夹具、试样、后拉伸夹具和载荷传感器的中心线应处在同一水平线上。载荷传感器和连续位移测量系统的输出信号接入数据采集系统。

当电机以较高转速转动时，与电机同轴连接的转盘的外沿将具有较高的线速度，与转盘固连的牵引钢丝绳将高速缠绕在转盘上，同时带动试样沿牵引钢丝绳钢丝方向运动，使试样发生变形。由于电机能够长时间加载，解决了采用Hopkinson拉杆等加载装置时无法对试样施加大的拉伸量的问题。试样所承受的拉伸载荷用载荷传感器测量，由于试样的伸长与前拉伸夹具沿导向槽移动的距离相同，因此用连续位移测量系统测量前拉伸夹具沿导向槽移动的距离来间接获得试样的伸长量，这样可以得到超弹性材料在高速拉伸时的力学性能。此外，根据不同的拉伸速率要求，调整电机的转速就可以对试样施加不同拉伸速率。本发明所提出的超弹性材料高速拉伸试验方法原理简单、容易实现、操作简便，试验数据可靠，能够解决采用Hopkinson拉杆等加载装置时无法对试样施加大的伸长量的问题，获得类似橡胶这样的超弹性材料完整的高速拉伸性能。

四、附图说明

图1为本发明的超弹性材料高速拉伸试验方法实验装置的结构示意图

图2为本发明中前拉伸夹具、导向槽和连续位移测量系统的相对安装高度示意图

其中：

1.支架  2.载荷传感器  3.后拉伸夹具  4.试样  5.前拉伸夹具

6.导向凹槽  7.牵引钢丝绳  8.转盘  9.离合器  10.质量盘

11.联轴器  12.调速电机  13.连续位移测量系统  14.数据采集系统

五、具体实施方式

本实施例采用大功率高速电机作为加载装置的弹性索高速拉伸装置，包括调速电机12、联轴器11、质量盘10、离合器9、转盘8、牵引钢丝绳7、导向凹槽6、前拉伸夹具5、试样4、后拉伸夹具3、载荷传感器2、支架1、连续位移测量系统13和数据采集系统14。本实施例中采用激光连续位移测量系统作为连续位移测量系统13。